Í J ÜÜÜ
N é p s .'
leimé iüÜC
kooy '
NÉPSZERŰ TERMÉSZETTUDOMÁNYI KÖNYVTÁR
7. j
Z E L OVI CH K O R N É L
A JÖVŐ ENERGIAFORRÁSAI
K. M. T E R M É S Z E T T U D O M Á N Y I TÁRSULAT
NÉPSZERŰ TERMÉSZETTUDOMÁNYI KÖNYVTÁR
7.
A JÖVŐ ENERGIAFORRÁSAI ÍR T A :
ZELOVICH KORNÉL
(20 képpel)
K I A D J A A KI K. M A G Y A R T E R M É S Z E T T U D O M Á N Y I
BUDAPEST, 1928
TÁRSULAT
Királyi Magyar Egyetemi Nyomda Budapest. (Múzeum-körűt 6.)
TA RTA LO M Oldal
I. A z energiagazdálkodásról általában 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Az energiagazdálkodás c é lja ................................................... Az energia m é r té k e ................................................................... Az erő és m unka közti k ü lö n b s é g ....................................... A z ókori és a mai en erg iag azd álk o d ás.............................. Energiaátalakulások ................................................................... A hatásfok javítására irányuló tö re k v é s e k ....................... Az elektrom os izzólám pa csekély hatásfoka .................. A z energia m egm aradásának elve .......................................
5 6 10 14 19 21 24 33
II. A ma energiaforrásai 1. A világ szénkincse és előreláth ató t a r t a m a ...................... 2. A világ nyersolajkincse és előrelátható tartam a .......... 3. A világ tő z e g k in c se ...................................................................
41 49 52
///. A jövő energiaforrásai A napsugarak e n e r g iá ja ........................................................... A vulkán m int gőzgép............................................................... A levegő elektrom osságának kihasználása ...................... A tenger árapályának energiája ........................................... Energia a tenger hullám aiból ............................................... Energia tengervízből...................................................................
55 73 78 80 91 92
1. 2. 3. 4. 5. 6.
1. 2. 3. 4.
IV. A ma és jövő energiaforrásai A fa ........................................... ..................................................... 95 A v íz ................................................................................................ 99 A szél .............................. .......................'................................... 114 Az a to m e n e rg ia ....................................................... ................... 123 Befejezés ........................................................................................ 125
A JÖVŐ ENERGIA FORRÁSAI. I. A z energiagazdálkodásról általában. 1. Az energiagazdálkodás célja* Az energiagazdálkodás az általános gazdálkodásnak egyik legfontosabb része. Az energiaforrások ismerte* tésével kapcsolatban teh át m indenekelőtt az energia* gazdálkodás célját kell m egállapítanunk. Az energiagazdálkodás célja az, hogy m inél tőkéié* tesebben kihasználjuk a rendelkezésünkre álló energiát. Az energia felhasználásakor e szerint ne pazaroljunk, hanem a legkisebbre szorítsuk a felhasznált energiának azt a részét, am elyet a k itű zö tt célra nem tudunk hasz* nosítani. N yilvánvaló, hogy ezáltal a rendelkezésünkre álló energiaforrások élettartam át m eghosszabbítjuk. T örekednünk kell továbbá, hogy lehetőleg olcsó energiaforrásokat vegyünk igénybe és eddig nem hasz* nált energiaforrásokat tárju n k fel. Ilyen m ódon hosszabb ideig tudjuk biztosítani a világ energiaszükségletét. M inden energiapazarlás, m inden m egokolatlan ener* giafecsérlés ugyanis gazdasági szem pontból nem csak az illető országnak, ahol ez m egtörténik, hanem az egész em beriségnek m egkárosítása. V alóban joggal m ondotta W ilhelm O stwald, hogy a m inél takarékosabb energiafelhasználás m értéke a népek kultúrájának.1 1 H a n s v. J ü p tn e r :
Allgemeine Energie*W irtschaft.
6
2. Az energia mértéke. Az energia tulajcTonképen képesség m unka végzé' sére. Az energia m unkát teljesít. Ennek a m unkának nagysága az energiának m értéke. A nnál nagyobb e szerin t az energia, m ennél nagyobb m unkát tud telje* síteni. A z energiának különböző fajtái vannak. Lehet a testn ek helyzeténél fogva m unkavégző képessége, energiája. E zt az energiát helyzeti vagy potenciális energiának nevezzük. H elyzeti energiája van a bizo* nyos m agasságra felem elt tárgynak, pl. a cölöpverő* gépnél a m agasba em elt ütőkosnak. L eejtve a cölöp fejére annál nagyobb m unkahatást gyakorol, minél m agasabbra em eltük fel. A tárgy felem elésére fordít to tt m unka m értéke a helyzeti energiának. A tudom ányos technika alapvető tudom ánya, a me* chanika, m egállapítja, hogy a m unka az erőnek és az ú tnak szorzata. A technikában, am int ism eretes, az erő t kilo* gram m okban, az u tat m éterekb en , te h á t a m echanikai m unkát e k ettő szorzatával, a kilogram m m éterekben m érjük. Az erőegység (kg) szorozva az útegységgel (m) adja a m unkaegységet, a kilogram m étert (kg.m), azaz annak a m unkának nagyságát, am elyet ki kell fejteni, hogy egy kg terh e t egy m m agasságra em eljünk. A m unka nagysága pl. 80 m unkaegység (kg. m) akkor is, ha 20 kg*ot 4 m m agasra, vagy pedig 40 kg *ot 2 m m agasra emelünk. A testeknek azonban nem csak helyzetüknél, hanem sebességüknél fogva is lehet energiájuk. Az energiá* nak ezt a fajtá já t m ozgási vagy kinetikai energiának nevezzük. H asználják ennek az energiának megjelölés sére az eleven erő kifejezést is, am ely azonban félre* érté sre adhat okot, m ert az energia m értéke, am int
7
em lítettük, nem erő (kg), hanem az általa k ifejtett m unka (kg. m). M ozgási energiája van pl.: a robogó vonatnak, a ki* lő tt ágyúgolyónak, a folyóvíznek stb. A mozgási energia m értéke — a test töm ege (m) szorozva a sebesség (s) négyzetének felével szintén kilogram m m éter. H ogy a nagysebességű vonatban felhalm ozott ener* gia m ily óriási nagy, arról a következő példa ad képet: 313 t súlyú gyorsvonatban, ha sebessége s = 28 m/sec (= 100 km /óra), a felhalm ozott mozgási energia éppen akkora, m int 100 egyszerre k ilőtt ágyúgolyóban, ha egy*egy ágyúgolyó súlya 10 kg, s a kilőtt golyó sebes* sége 500 m/sec. M ind a két esetben ugyanis az energia nagysága ke* reken 12,500.000 kg. m. E nnek a mozgási energiának rendkívüli nagy voltá* ból elképzelhető, hogy milyen borzasztó a hatása ilyen nagysebességű vonatok összeütközésének. A bennük felhalm ozott óriási kinetikai energia ugyanis ekkor pusztító m unkában nyilatkozik meg. Egyszersm ind fel* világosítást kapunk arról is, hogy m ilyen értékük van még a kisebb sebességű és töm egű városi vasúti ko* csiknál is az ú. n. elgázolást gátló találm ányoknak. A potenciális és kinetikai energián kívül még egyéb fajta energia is van. Előadásunk folyam án m ajd hivat* kozunk hőenergiára és elektrom os energiára is. A hőenergiát kalóriákban, az elektrom os energiát W a tto kb a n m érjük. Kalória alatt a tudom ányos technikában azt a hő* m ennyiséget értjük, m ely egy kg víznek hőfokát egy Celsius fokkal fölemelni képes. Ez az ú. n. kg.kalória, vagy nagykalória. A fizikában viszont kalória alatt azt a hőm ennyiséget értjük, am ennyi szükséges, hogy egy gram m víznek hőfokát egy Celsius fokkal fölem elje.
8
Ez a fizikai egység az ú. n. gramm.kalória, vagy kis* kalória. A technikában használt nagykalória e szerint ezer kiskalóriával egyenlő. Ism ételve v ég reh ajto tt igen pontos m érésekből ki* tű n t, hogy egy nagykalória m indig 427 (kg.m ) energiá* nak felel meg. A z elektrom os energia egységét a gőzgép feltaláló* ján ak tiszteletére nevezték el W a ttn a k. A tudom ányos technikában rendesen kilo w a tto kb a n, tehát a W a tt ezerszeresébenjm érjük az elektrom os energia nagyságát. A m érnök a gép m unkájáról akkor kap m egfelelő felvilágosítást, ha tudja, hogy az bizonyos m unkát m ennyi idő alatt teljesít. A gép teljesítőképességét jel* lemzi az időegység (m ásodperc, secundum ) alatt vég* ze tt munka, am elyet teljesítm én yn ek nevezünk. A tel* jesítm ény teh át a m ásodpercenkinti kg.m (kg.m/sec). H a pl. egy m ásodperc alatt 5 kg*ot 20 m m agasra, vagy 10 kg*ot 10 m m agasra, vagy pedig ké t m ásodperc alatt 5 /cg*ot 40 m m agasra em elünk, az időegységre, te h á t egy m ásodpercre v o n atk o zta to tt teljesítm ény m ind a három esetben ugyanaz: 100 kg.m/sec. A m echanikai és az elektrom os m unkaegység kö* zo tt a viszony a következő: 1 kg.m /sec = 9*81 W att. K étségtelen, hogy huzam os időn át hatva parányi kis erők is nagy m unkát tudnak kifejteni. A nagy Fáraó alk o tásait is tönkreteszi elborító mun* kájával a gyenge szellő, am ely után, am int M adách m ondja: „V ékonyka porréteg m arad, hol elszáll. Egy évben e por csak néhány vonalnyi, Egy századévben már néhány könyök, Pár ezredév gúláidat elássa, H om oktorlaszba tem eti neved.44
Jellem zően írta a neves róm ai költő, O vidius: „G u tta cav at lapidem non vi, séd saepe cadendo." (A vízcsepp k iv ájja a k ö vet nem erővel, hanem gyakori eséssel.)
9
H a azonban építés közben kőkockában lyukat kell előállítani, ezt a m űveletet sem m iesetre se bíznók a vízcseppre, m ert ennek esetleg csak évszázadokig ta rtó m unkája tudná a szükséges lyukat kivájni. A leeső vízcseppnek igen kicsiny a teljesítm énye. E zért m ondja O vidius, hogy (non vi, séd saepe ca* dendo) nem erővel hat, hanem ism ételt gyakori eséssel. O vidius még nem ism erte az erő és m unka közti kü* lönbséget. A nem erővel (non vi) m eghatározás nem szabatos, m ert a kis leeső vízcseppnek is van energiája. O vidius azonban a vízcsepp m unkájában jó megfigyelés* sel a gyakori esésre veti a súlyt. N yilvánvaló, hogy minél hosszabb idő alatt végez el valam ely m unkát a gép, annál kisebb a teljesít* m énye. Mai gépeink m unkateljesítm énye általában olyan nagy, hogy annak m érésére a kg.m/sec mérték* egység általában igen kicsiny, s e célra nagyobbat, a 75 kg.m/sec egyseget használják és ezt az egységet lóerőnek nevezzük.1 A lóerő elnevezés korántsem m ondható szerencsés* nek, m ert egy ló huzam osabb ideig nem tud egy lőerő* nek megfelelő m unkát teljesíteni. A lóerő elnevezést a gőzgép feltalálója, James W a tt, vezette be a technikába.2 W a t t egyik első gőzgépjét egy sörfőzőtelepen állította fel, hogy o tt szivattyú* m űvet hajtson, am elyet odáig egy ló ta rto tt üzem ben. A sörfőző meg ak a rt győződni arról, vájjon lesz*e erre a célra a gépnek megfelelő teljesítőképessége. E célból m egállapította, hogy lova erejének teljes kihasználásá* val, folytonosan o stor alatt, 8 óra hosszat m ennyi víz* töm eget tu d o tt szivattyúzni. Az ilyen m egfeszített erővel sziv atty ú zo tt víztöm egből az em elési m agasság figye* lem bevételével ki leh ete tt szám ítani, hogy a ló egy 1 Egy lőerő = 75 kg.mlsec = 736 W att. 7 A r t h u r F ü r s t : Das W eltreich dér Technik. IV. köt., 92.1.
10
m ásodperc a la tt 75 kg vizet em elt egy m m agasságra. E ttől kezdve W att gépeinek teljesítm ényeit ezzel a m értékegységgel m érte és ezt a m ásodpercenkinti 75 kg.m m unkaegységet horse power*nek nevezte el, ami szószerint lóerőt jelent.1 A lóerő elnevezés e szerint inkább véletlenül ju to tt a géptechnikába, s mivel m unka m egjelölésére szolgál, tulajdonképen, éppúgy m int az eleven erő, nem is he* lyes kifejezés; a gyakorlat azonban elfogadta, s általán bán használja. A z elektrom os m unka nagyságának m érésére a tech* nika a kilow attóra egységet használja. A gyakorlat céljaira ugyanis a U7af/*teljesítm ény és a m ásodperc időegység kicsiny. Egy w attseku n d u m 0*102 kg.m, ezzel szem ben a kilo * w attóra 367 ezer kg.m m unkának felel meg. A z E lektrom os M űvek által szolgáltatott elektrom os energiát rendesen kilow attórákban szám ítják és fize* tik. E lektrom os világítás esetén, m int ahogyan Buda* pest Székesfőváros E lektrom os M űvei is teszik, kilo* w attó rák h ely ett a fogyasztott h ek to w attó rák szám át szokták m egadni.
3. Az erő és munka közti különbség. T udjuk, hogy bárm ely töm eg m ozgásbahozatalára erőhatás szükséges. M ár G alilei m egállapította, hogy nyugalom ban levő töm eg nem jö h et m ozgásba, viszont m ozgásban levő töm eg nem m ehet át nyugalom ba és nem tu d ja moz> gásának m ó d ját m egváltoztatni anélkül, hogy valam ely erő ne h atn a rá. A technikus nyelvben az energia a m unkával felese* rélhető, m ert, am int em lítettük, az energia nagyságát 1 F ü r s t i. m .
11
az általa k ifejth ető m unkával m érjük, de különbséget kell tenni az erő és az erő által végzett m unka között. E zt a m egkülönböztetést azonban, am ikor energiafor* rásokról van szó, nem szoktuk következetesen meg* tenni. Beszélünk pl. vizierőkről, holott akkor tulajdon* képen a vizierők által k ifejth ető m unkára, energiára, gondolunk. Székiben, hosszában használunk ilyen ho* m ályos kifejezéseket: erőteljesítm ény, vagy munka* erő, holott m ás az erő és m ás az erő által k ifejth ető teljesítm én y vagy m unka. Ebből a szem pontból szigo* rúan véve, am int m ár em lítettük, nem helyes az eleven erő, valam int a lóerő elnevezés alkalm azása munkatel* jesítm ény m egjelölésére. Az erő és m unka közti különbséget, habár á tv itt ér* telem ben is, a terem tésre vonatkoztatva, m egkapó finomsággal teszi meg a legnagyobb ném et költő: G oethe csudálatosán szép költem ényében, a Faust* tragédiában. A m ikor F aust tanítványával, WAGNER*rel együtt húsvéti sétájából hazatér, a „tudósszobá“zban belekezd Ján o s evangélium ának fordításába. A m unka azonban nehezen indul meg, m ert azonnal az első m ondatnál fennakad a görög logos szónak ér* telm ezésében. A szószerinti fo rd ítást: „kezdetben volt az ige“, nem ta rtja helyesnek. Ügy véli, mégsem lehet a világegyetem ered etét ennek az egy szónak tulajdo* nítani, még ha ezt a szót maga az Ü r Isten m ondotta is. Első pillanatra jobban tetszik neki ez az értelme* zés: „kezdetben volt az ész“. Ez alatt a költő az alko* tás szándékát, az alkotás akarását gondolja. De ez az értelm ezés sem elégíti ki FAUST*ot. Lehet*e az ész ma* gában véve terem tő ? Lehetséges*e, hogy ilyes m ódon jö jjö n létre m inden? Felveti teh át a k érdést: „való, hogy m indent ész terem t elő?“ A z ak arat nyilván feltétlenül szükséges, hogy az
12
anyagot mozgásba hozzuk, s mivel minden mozgást erő idéz elő, a kora tudományának egész területén jár* tas nagy költő tudatosan írja: „kezdetben volt az erő“. G o e th e m agasröptű gondolatát szinte kiegészíti nagy epikus költőnknek, A ran y jÁNOs*nak, ,,D om okos napra“ című, tan ítványának, Tisza DoMOKOs*nak név* n ap jára írt, rem ek költem ényében az ism ert szép szálló* ige: „És tudod az erő m icsoda? A karat, M ely előbb vagy utóbb, de boro sty án t ara t.“
A zt leh ete tt volna gondolni, hogy m ost m ár F aust az erő kifejezésnél m egm arad, m ert tovább m ár nem tu d ja m élyíteni a J o g o s “ fogalm át. A tépelődő FAUST*ban azonban újabb kétségek éb* rednek fel. Hiszen az akarat végrehajtó eszköz nélkül semmit sem tud létrehozni, mint ahogy az erő észszerű irányítás nélkül nem tud produkálni. Jól megfontolva, az alkotás, a teljesítmény, a munka, a tett: ész és erő együttes hatásának eredménye. A z ihlet segítségére jön FAUST*nak, s bátran írja le János evangélium ának első sora gyanánt: „kezdetben volt a te tt“. A m ost vázolt g ondolatokat G oethe 1 — K ozma 1 G eschrieben steht: „lm A nfang war das W o r t“. H ier stock ich schon! W er hilft mir w eiter fórt? Ich kann das W ort so hoch unmöglich schátzen, Ich muss es anders übersetzcn, W enn ich vöm G eiste recht erleuchtet bin. G eschrieben steht: „lm A nfang w ar dér Sinn". Bedenke wohl die erstc Zeile, Dass deine Feder sich nicht übereile! Ist es dér Sinn, dér alles w irkt und schafft? Es sollte stehen: „lm A nfang w ar die K raft!" D och auch indem ich Dieses niederschreibe, Schon w arn t mich was, dass ich dabei nicht bleibe. Mir hilft dér G eist! auf einmal seh’ ich Rath U nd schreibe getrost: „lm A nfang war die T a/!“
13
A n d o r remek építi fel:
fordításában
— művészi módon így
„K ezdetben volt az ige“ — írva van. S m ár itt a kétség! Jó ez csakugyan? Ige, e szónak nincs elég nagy súlya, Le kell biz’ ezt fordítnom újra, H a szellemem dicsőbb m unkára kész. M ond az írás: „K ezdetben volt az ész\“ Első sor ez, — jól m egfontoljad, Hogy éppen ezt el ne siesse tollad! Való, hogy m indent ész terem t elő? Jobb így lesz: „kezdetben volt az erö /“ D e még írom, s m ár in t valam i bennem, Hogy helyesebb e szorul is letennem . Ihlet se g íts!. . . M ost megvan, segített, S b átran írom : „kezdetben v olt a tettV*
És itt a nagy természettudós költő azt a tettet gon* dolja, amely akkor állott elő, amikor az ész, illetőleg az értelmes akarat vezette az erőt, amikor a teremtő azt végezte, amit mi a magunk körében munkának nevezünk.1 GoETHÉ?nek idézett mélyértelmű sorait sok kritikus kifogásolta. Filológiai szempontból ugyanis a görög logos fogalmának em lített kim élyítését nem tartották szerencsésnek. Az ige, az ész, az erő és a tett egymás után következésében nem találták meg a fogalomtar* talomnak szándékolt fokozását. Pedig kétségtelen, hogy a nagytudású G o e th e a kéz* detben levő tett alatt alkotó munkát értett és így az idézett sorokban az egymásra következő fogalomtar* talomnak páratlanul kifejező fokozása, az erő, meg a munka között pedig éles megkülönböztetés van. 1 Boyesif
14
4. Az ókori és a mai energiagazdálkodás. A z észszerű tett, a m unka, az igazi alkotó. A terem* tés koronája, az em ber, az állattól főképen önálló gon* dolkodása, értelm e és m unkatehetsége által különbözik. A z em ber szellemi energiájának segítségével hasz* nálja fel a fizikai energiákat, nyilvánvaló tehát, hogy célszerű energiagazdálkodás megfelelő szellemi ener? gia k ifejtése nélkül el sem képzelhető. C sakis kellően kiképzett, a tudom ányos k u tatás lég* újab b eredm ényeit uraló egyének szellemi m unkájával lehet helyes energiagazdálkodást kifejteni. N yilván nem leh etett szó energiagazdálkodásról az ókorban. Évezredeken át az em ber m unkateljesítésre főképen k arjait, saját izm ait v ette igénybe. H atalm as m űvek létesítésére, óriási terh ek m ozgatására az ak a rat meg* volt m ár az ókorban is, m inthogy azonban e célra a term észeti erőket még nem tu d ták igénybevenni, tömér* dek em beri erőt erőszakkal használtak fel. Így állott elő a rabszolgaság, félelm etes szenvedése* két hárítv a az em berek nagy töm egére. A civilizáció haladásá szem pontjából oly annyira fontos tengeri hajóközlekedés huzam os időn át kéz* detleges m ódon az evezős hajókkal szintén rabszolgák, a gályarabok, fizikai erejének m egfeszítése árán volt lehetséges. A z em beri izom erőnek évezredeken át ilyen ember* telen m ódon kihasználásában az em beri szenvedések* nek hatalm as tragikum a nyilatkozik meg. „H a ez nem a pokol, akkor legalább is a purgató* rium “, m ondja Sancho P anza C ervantes Don Q u ixo te* jában, aki először utazva gályán, borzalom m al látja és hallja az evezőfelügyelőnek a gályarabok m eztelen há* tát korbácsoló ütéseit avégből, hogy ezeknek a szeren*
15
csétlen em beri m unkagépeknek kétségbeesett erőfeszí* tésével a hajó sebesebben haladjon.1 V alóban gályarabnak lenni, vagy az ókori bányák* bán dolgozni rosszabb volt a halálnál. És hiába szólaltak fel az em bertelen kínzások ellen em berségesen érző szívek; hiába írtak kiváló költők em b erszeretetrő l, testvériségről; hiába h ivatkoztak a krisztusi tan ra: szeresd felebarátodat, m int tenmaga* dat, a lélekölő rabszolgam unkát m indaddig nem tud* ták m egszüntetni, míg helyesebb energiagazdálkodásra nem té rte k át és a tudom ányos technika az összes gé* pék k ö zö tt legkedvezőtlenebb hatásfokkal dolgozó em* béri m unkagépek, a rabszolgák, helyébe a jobb energia* kihasználást lehetővé tevő valódi m unkagépeket nem állította. Az ókorban az időnek nem volt becse. Kinek ju to tt volna eszébe még arra is gondolni, hogy a felhasznált energiából m ennyi rész hasznosíttatik. Az ókor hét világcsodája közül a legelső a 2600 esz* tendővel Kr. e. épített, két és félmillió köbm éter fala* zato t m agábanfoglaló, re tte n e te s súlyú C heops pira* mis. Ebben a hatalm as építm ényben az egyes kocka* köveknek nagysága egy köbm éter. A bban az időben E gyiptom ban még nem ism erték a g ördítést, ezeket a nagy kőtöm böket teh át a bányák* ból a Nílusig és a folyón szállítás után a N ílustól az építés színhelyére egyszerűen szánkón, csúsztatással húzták. Elképzelhetni, hogy m ily óriási m ennyiségű em beri erőt k ellett a szállításra igénybevenniök és hogy m ily kedvezőtlen hatásfokkal, milyen rossz energia* gazdálkodással dolgoztak. N em túloz e szerint H frodotos, am ikor azt írja, hogy* „tízszer tízezer em ber" szállította a követ a kőbá* nyákból a Nílusig, meg a hajón m egérkezett követ az 1 A r th u r
F ü r s t i. m .
16
építés színhelyére. És ez a rabszolgasereg m egelőzően tíz esztendeig dolgozott az úton, „am elyen a köveket h ú zták 44. Ezenfelül húsz esztendeig ta rto tt a piram is felépít tése. N em kevesebb, m int 2,300.000 darab kőtöm böt kellett elhelyezni 210 rétegben egym ás fölé. A nagy mű létrehozásán harm inc esztendő ala tt évenkint há* rom hónapon át százezer rabszolga dolgozott, össze* sen teh át m integy 240 millió m unkanapot teljesítettek . Energiagazdálkodásról itt valóban szó se lehetett. A z ókornak e hatalm as világcsodájával állítsuk szem be szintén az építészet terén a legújabb kornak egyik világcsodáját, a párizsi Eiffel?tornyot, am elynek m agassága (300 m ) a C heops?piram isét (147*8 m ) több m int k étszer felülm úlja.1 Feltűnő és jellem ző a különbség m ár a két mű alak? jáb an is. A C heops?piram is óriási alapfelületével szinte a földhöz tapad, az EiffeM orony ívekkel össze* k ö tö tt m esszire kinyúló négy pillérén könnyen szár? nyal a m agasba. A vasszerkezetű Eiffel?torony könnyű voltát bizo? ny itja, hogy súlya, noha kétszer m agasabb, nyolcszáz? szór kisebb a C heops?piram is töm egsúlyánál, s ennek ellenére stab ilitása m egfelelő. Az idő m egbecsülését, teh át a helyesebb energiagaz? d álkodást m u tatja az Eiffel?toronvnál a jóval rövidebb építési idő is. A z Eiffel?torony felépítésének eszm éje csak 1886?ban m erült fel és három év múlva m ár te stet is ö ltött. A 300 m m agas vasszerkezetnek szerelése m indössze m ásfél esztendeig ta rto tt, s erre a célra nap o n k in t csak 215 m unkás dolgozott, akiknek nem „fájt az élet“ , m int a C heops?piram is felépítésén dől? gozó rabszolgáknak. Az Eiffel?torony építésénél egy* 1 Dr. Ing. v. O echelhauser: Technische A rbeit ein st und jetzt.
17
idejűleg 5 m érnöknél és 450 m unkásnál többet soha# sem alkalm aztak. Ezek az adatok jellem zően m utatják az ókori és a mai energiagazdálkodás közti különbséget. M egnyilatkozik ez a két építm ény költségeiben is. Az Eiffel*torony építési költsége kereken 5 millió frank volt, a Cheops*piram isnál H erodotos adatai szc* rint átszám ítva, csupán a rabszolgák ellátása 9*4 millió frankba, teh át az Eiffel*torony összes építési költségé* nek közel kétszeresébe került. N yilvánvaló, hogy az Eiffel*torony létesítéséhez ha* talm as szellemi energia is szükséges volt. Ennek az energiának nagyságát m egvilágítja az az adat is, hogy kereken 12 ezer terv rajzra, tehát „a vastoronyhoz egész torony terv rajzra" volt szükség. Az ókor világcsodáit h atártalan m ennyiségű és kimé* letlenül kihasznált em beri erő, a rabszolgáké, hozta létre és a m unka végrehajtása közben „a nép, e mii* liókarú lény korbácsolt háttal jajg ato tt". A m int „Az em ber tra g é d iá já é b a n az akkori viszo* nyokra olyan jellem zően m ondja a rabszolga: „M ért él a pór? — A gúlához követ H ord az erősnek, s állítván utódot Járm ába, meghal. — Milljók egy m iatt."
Ezzel szem ben a legújabb kor világcsodáit tökéletes szerszám okkal és gépekkel, széleskörű tanulm ányok s tudom ányos vizsgálatok alapján, a tudom ányos tech* nika, az em ber szellemi ereje tere m te tte meg. T erm észetes, hogy m inél nagyobb m értékben nyil* vánul meg a m unka végrehajtásában az értelm i erő, annál kedvezőbbé válik a hatásfok, s így az energiagaz* dálkodás is. Az em ber fejlő d éstörténetének nem ism erése, felü* letes k ritik a nyilatkozik meg teh át a napjainkban is* m ételve felbukkanó olyan m eggondolatlan vélemé* Zelovich Kornél: A jövő energiaforrásai.
2
18
nyekben, amelyek szerint a technika vívmányai az em? beriséget testi és szellemi rabságba döntik, s így alap? jukban kultúraellenesek. Ezek a bősz kritikusok, am ikor a kultúrára gondol? nak és a technikáról beszélnek, nem veszik észre azo? kát a szellemi erőket, amelyekből a tudom ányos tech? nika az ő hatalm as életerejét meríti. M egfeledkeznek arról, hogy éppen a technika vívm ányaival képes az em ber a term észeti erők felett úrrá lenni. Az em bernek a testiségtől való m entesítését a szel? lemi m unka előnyére a fizikai m unkától való felszaba? dítását, ezt az ideális kultúrm unkát a tudom ányos technika vitte diadalra.1 V alóban nagy vakm erőség tehát azt állítani, hogy a technika vívm ányai kultúraellenesek. Az ókori kultúra a szabad polgár szellemi m unkáját a rabszolgák testi m unkája által szabadította fel. A mai m agasabb kultúra a szellemi m unka felszabadítá? sára, racionálisabb energiagazdálkodással is, a gépi erő m unkáját használja fel. M a a tudom ányos technika 2500 millió rabszolga m unkaerejének megfelelő energiát szolgáltat a kultúr? népeknek. M it jelent ez? H a a m otorokat nem mecha? nikai erő hajtaná és ennek ellenére vasúti vonataink, hajóink járnának, gyáraink, világítási üzemeink, víz? vezetékeink stb. m űködnének, akkor, — ha ez egyálta? Iában lehetséges volna, — két és fél milliárd em bernek kellene egész életét szakadatlanul hajtókerekek forga? tására, teherem elésre és teherhordásra fordítani, tehát hasonlóan kellene dolgozniok, m int a rabszolgatöme? geknek kellett az ókorban. M anapság a tudom ányos technika az em bert annak a szolgálatnak legnagyobb részétől, amely nem volt 1 M ax M a r ia W e b e r : Die Entlastung dér K ulturarbeit dureh den D ienst dér physikalischen R ráfte.
19
m éltó hozzá, felszabadította. És e felszabadító tettel nem elégedett meg, hanem em ellett a m unkateljesít* m ényt, helyes energiagazdálkodásra törekedve, óriási m ódon növelte. A tudom ányos technikának, „Isten e felszabadító követének, a mai k o r nem tud eléggé hálás lenni és köszö* n etet m ondani4*, — írja D essauer, a frankfurti egyetem hírneves tan ára.1
5. Energiaátalakulások. Az energiának jobb kihasználását érh etjü k el, ha a rendelkezésre álló energiát átalakítjuk olyanná, am ely az elérni kívánt célra a legalkalm asabb. Az energiaátalakulások technikai és gazdasági szem* pontból m indig bizonyos energiaveszteséggel járnak. Ez nem an n y it jelent, m intha energia egyáltalában el* veszhetne, hanem azt, hogy a k itű zö tt célra az energia egy részét nem tudjuk hasznosítani. így m inden gépezetben az energiának egy részét fel* em észti az egyes gépalkotórészek súrlódása. Em ellett rendesen egyéb ellenállásokat is le kell győzni. Így pl. hogy előrehaladhasson, a hajónak a víz ellenállását, a repülőgépnek, a léghajónak a levegő ellenállását, a lokom otívnak a levegő ellenállása m ellett a pálya ellen* állását is le kell győzni. A gépterm elte h asznosítható m unkának a gépbe ve* zetett energiához való viszonyát nevezzük a hasznosf* tás m értékének, vagy hatásfoknak. Ha pl. a gépbe ve* ze te tt energiának egy ötödrészét tudjuk hasznosítani, a hasznosítás m értéke vagy a hatásfok 20%. A helyes energiagazdálkodás nyilván arra törekszik, hogy a hatásfok lehétően nagy legyen, közeledjék a 100%*hoz, m ás szóval, hogy a kitű zö tt célra nem hasz* 1 F r ie d r ic h
D essa u er:
Philosophie dér Technik.
2*
20
nosítható energiarészlct kicsiny legyen, vagy valami m ás m ódon hasznosíttassék. K étségtelen, hogy ism ételt energiaátalakítások a hatásfok csökkenését vonják maguk után. Így első p illanatra gyakorlatiatlannak tűnik fel az elektrom os világításnak szénből való előállítása. Az ehhez szükséges folyam at alatt ugyanis a szénnek el? égetésével h ő t állítunk elő, ennek segítségével pedig gőzt. A gőz feszítő erejét azután m echanikai m unkává, az u tó bb it elektrom os energiává és ezt a világítás cél? jaira ism ét hővé alakítjuk át. T erm észetesen k ísérleteket végeztek, hogy az ilyen ú. n. energiaveszteséggel já ró átalakulásokat elkerül? jék. E kísérletek során, am int ism eretes, a hőnek köz? vetlenül elektrom ossággá való átalakítására S eebeck feltalálta az ú. n. therm o^elem eket. Ezek azonban tech? nikai célokra teljesen használhatatlanok, teh át ener? giagazdálkodás szem pontjából jelentőségnélküliek. A m a m indenekfelett uralkodó elektrom os energiá* nak a hőből, vagy m ás term észeti erőforrásból kerülő út nélkül, közvetlenül nyerése eszerint a jövőnek fel? ad a ta .1 A z 1885. évi első országos kiállításunkon m u tatta be három kiváló m agyar m érnök: B lá th y , D é ri és Ziper? novszky korszakalkotó találm ányukat, a váltakozó áram ú tran szfo rm áto rren d szert, amellyel lehetővé vált az elektrom os áram nak nagy távolságra kevés veszte? séggel való átvitele, nagy területen gazdaságos szétosz? tása. A m odern elektrifikálás, az elektrom os világítás, a m u n kaátvitel ily m ódon vált lehetségessé és csak term észetes, hogy általuk kultúránk fejlődése újabb im pulzusokat nyert. A z energiagazdálkodás fejlődésében m érföldkő ez a 1 D r. H. Technik.
Schütze:
D ér Kampf um den N utzeffekt in dér
21
találm ány, m ert általa az encrgiaátvitelben úgyszólván függetlenítve lettünk a távolságtól és lehetővé vált olyan en ergiaforrásokat is (vizierőket, csekélyebb ér* tékű szeneket a helyszínén) célszerűen kihasználni, am elyek távol vannak az ipari gócpontoktól. A kedvezőbb energiagazdálkodást ilyen m ódon az az elektrom osság m o zd íto tta elő, am elynek előállítása tulajdonképen az energiakihasználás kerülő útjának szaporítását, az energia ism ételt átalakítását jelen tette. Az elek tro tech n ik a vívm ányainak felhasználásával tö rtén ő energiaátvitel azonban sokkal gazdaságosabb, m int az ezt m egelőzően alkalm azott rendszerek útján, eltekintve attól, hogy ezekkel a rendszerekkel olyan nagy távolságra való átvitelről, am ilyent az elektro* technika segítségével elérhetünk, még csak álm odni sem m ertünk. A m echanikai m unkaátviteli elem ekkel, a transz* m issziókkal (szíjakkal, fogaskerekekkel, drótkötelek* kel) igen kis távolságra volt lehetséges m unkaátvitel, s em ellett rendkívül nagy m ennyiségű energia fecsérlő* d ö tt el, sokszor a rendelkezésre álló energiának 50%*a. Az elektrom os m unkaátvitel ehhez képest nem csak gazdaságosabb, hanem em ellett tisztább, áttekinthe* több és felhasználásra alkalm asabb.
6. A hatásfok javítására irányuló törekvések. A helyes energiagazdálkodásra törekvés eredm énye, hogy az idők folyam án sikerült a gépek hatásfokát kedvezőbbé tenni. Az első gőzgépeknek hatásfoka valóban csekély volt. Az úgynevezett „szénfalók“*nak üzem bentartása igen nagy költségekkel járt. A k k o r azonban arról volt szó, hogy ezekkel a gépekkel, — tek in tet nélkül arra, hogy mibe kerül, — oly teljesítm ényeket érjenek el, amilye* neket élő m otorral (em beri vagy állati erővel) elérni
22
nem lehetett. A teljesítm ény költsége tehát másod? rendű kérdés volt. A z t sem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a bárm i áron teljesített gépi m unka még m indig jóval olcsóbb volt, m intha ezt a hatalm as m unkát töm eges em beri vagy állati erővel végezték volna. Angliában a vasutak keletkezése előtti időben posta? kocsin m érföldenkint a szem élyviteldíj 4*5, egy tonna teh erárúnak viteldíja pedig 11*1 pence volt. Ezzel szem? ben az első gőzüzem re engedélyezett közforgalm ú vasúton, az 1830 szept. 15?én m egnyílt liverpool?man? ehesteri vasúton, m érföldenkint a szem élyviteldíj csak 1*5 és egy tonna árú viteldíja 3*8 pence volt. Az első vasútak létesítésekor teh át a vasúti viteldíj a közúti? nak egyharm adára csökkent. A gőzvontatás és a kisebb ellenállású sínpálya alkalm azására való áttérés eszerint a gazdaságosabb üzem et is jelentette. C sakham ar rá jö ttek azonban arra, hogy a gőzgépek a felhasznált szén energiájának csak kis tö rtrész ét hasznosítják. M egindult te h á t a m unka a gőzgép hatás? fokának növelésére, a racionálisabb energiagazdálko* dásra. A helyes energiagazdálkodás az elkerülhetetlen encr? giaveszteségeket nyilván a legkisebbre tö rek ed ett le? szorítani. Ennek a céltudatos törekvésnek meg is lett az eredm énye. Amíg a régi dugattyús kipuffogó gépeknél az eltüzelt szén energiájának alig 5%?a alakult át hasznosítható m unkává, a túlh ev ített gőzzel dolgozó m odern konden? zációs gépeknél a hasznosítás m értéke m ár 15%?ra, a túlh ev ített gőzzel dolgozó turbináknál egészen 20%?ra, az olajjal táplált Diesel?m ótoroknál pedig közel 33%?ra növekedett. Azok, akik a tudom ányos technika vívm ányait ke? vésre becsülik, akiknek az ideáljuk a technikanélküli em ber, nem tudják és nem is akarják ezt az eredm ényt
23
m egfelelően értékelni. Szerintük a m odern technika nem igen lehet nagyra azzal a vívm ányával, hogy még a legjobb hatásfokkal dolgozó hőm ótorban, a Diesel* m otorban, is a hőenergiának csak legfeljebb Vs részét tudja hasznosítani, míg 2/« része elpazarlódik. Az ilyen felületes vélem ényre azonban könnyű és egyszerű a felvilágosító felelet. A hatásfoknak em lített növekedésében nyilván két* ségbe nem vonható a nagymértékű haladás. Hiszen a gőzgépnél az 5%*os hatásfokról a 20%*ra való emel* kedés négyszeres, a DiESEL*mótor 33%*os hatásfokára való emelkedés pedig közel hétszeres haladást jelent. Ez a nagyszabású eredmény kiváló elmék éveken át kifejtett céltudatos tudományos búvárkodásának kö* szönhető. Felvethetnék azt a kérdést is, hogy miért használjuk a rosszabb hatásfokú gőzgépeket akkor, amikor a DiESEL*mótor hatásfoka a gőzgépekéhez viszonyítva közel kétszeres. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy a helyes ener* giagazdálkodás a hatásfok mellett az üzemi költsége* két is figyelembe veszi. Ha a DiESEL*mótor háromszor annyi energiát hasznosít is 1000 kalóriából, mint amennyit a gőzgép a szénből, olyan esetben még sem gazdaságos az alkalmazása, amikor pl. az olaj kalóriája ötször annyiba kerül, mint a széné.1 Az energiagazdálkodás fontos feladata megállapí* tani a különféle m otorok legkedvezőbb alkalm azási terü letét. A hatásfok és az üzemi költség m ellett a he* lyes energiagazdálkodás term észetesen figyelembe veszi a befektetési költségeket is. A vízerőm űveknél, az árapályerőm űveknél az üzemi anyag, a víz, ingyen áll rendelkezésünkre, de ezzel nem sokat nyerünk, ha az erőm űvek létesítése olyan óriási 1 D r. H.
Schütze
i. m. 35. 1.
24
költségbe kerül, hogy ennek következtében az üzem nem lehet gazdaságos. A z energiagazdálkodás terén a hatásfok növelése céljából m ár eddig is valóban hatalm as m unkát fejtet? tek ki, és ha egyes esetekben a hatásfok kevésnek tűnik is fel, az eddig elért eredm ényeket sem m iesetre sem lehet csekély értékűeknek tekinteni. V iszont kétségtelen, hogy az energiaátalakulások legjobb feltételeinek kutatásaiban, a hatásfok javítá? sára és az üzemi költség csökkentésére irányuló céltu? dato s m unkálkodásban a tudom ányos technika soha? sem pihen.
7. Az elektromos izzólámpa csekély hatásfoka. A tudom ányos technikának az üzemi költségek csők? ken tésére irányuló folytonos serény m unkálkodását talán legszebben az elektrom os izzólám pa fokozatos jav ítása m u tatja. A z elektrom os izzólám pának rendkívül csekély a hatásfoka. Az energia többszöri átalakítása következ? tében ugyanis ism étlődő ú. n. energiaveszteségek, ener? giaszétszóródások állanak elő. H a az elektrom os központ kazánházában 1000 kg szenet elégetünk, m ár a tüzelés folyam án veszendőbe m egy a szén energiájának m integy 20%?a. így teh át m ár csak 800 kg szénből n y ert hő ju t a kazánba, hogy o tt gőzfeszültséggé alakuljon át. Ezen átalakulás folya? m án is előállanak hőveszteségek, úgyhogy a gőzgép m echanikai m unkává a hozzá v ezetett energiának csak m integy 20%?át alak ítja át. E szerint a gőzgép az áram? fejlesztő dinam ónak, a generátornak, m ár csak 160 kg szénnek m egfelelő energiát ad le. E zt az energiát a generátor átalak ítja elektrom os áram m á. A g enerátor átlagosan 90%?os hatásfokkal dől?
25
gozik, teh át itt is elvész 10%, azaz a 160 kg*ból m arad 144 kg szénnek megfelelő energia. A generátorból az áram a tran szfo rm áto rb a jut, ahol a távolbavezetés m iatt nagyfeszültségűvé alakul át. A transzform átor* bán a veszteséget 5%*ra véve, m arad 137 kg*nak meg* felelő energia. A távolsági vezetékben is előállanak veszteségek, am elyek annál kisebbek, minél nagyobb a feszültség.1 Ha ezt a veszteséget átlagban 10%*ra értékeljük, ma* rád még rendelkezésre 124 kg szénnek megfelelő energia. A rendeltetési helyen az áram ot m egint tran szfo rm álják kisfeszültségűre. Itt ism ét 5% energia* veszteséggel szám ítva, az energiaérték 118 kg szénnek m egfelelőre csökken. H a azután még az egyes felhasználási helyekre ve* zető elosztóvezetékekben előálló,, m integy 5% veszte* séget, teh át 6 kg*ot is szám ításba vesszük, akkor az 1000 kg szénben akkum ulált energiának az áram* fogyasztó csak m integy kilcncedrészét k apja meg, azaz kereken 112 kg szénnek megfelelő energiát. A m ennyiben azután az áram ot elektrom os izzólám* pással való világításra használjuk fel, a helyzet még kedvezőtlenebbé válik. T udom ányos szem pontból az izzólám pa nem egyéb, m int az elektrom os energiának világossággá átalakítá* sára szolgáló gép, am ely igen kicsiny hatásfokkal dől* gozik. K edvezőtlen esetben, azaz kisebb hőm érsékletű izzószál esetén ugyanis az id e ju to tt energiának 99%*a nem h aszn o síth ató hővé alakul át és csak l%*nak meg* felelőből lesz világítás. A z áram fogyasztóhoz ju to tt 112 kg szén energiájából teh át ily esetben csak 1*12 kg* 1 M eghatározott energiát, pl. 10 ezer kw*ot lehet vagy nagy feszültséggel és kis áram erősséggel (1000 V olt feszültség és 10 A m pere áram erősség) vagy kis feszültséggel és nagy áram? erősséggel (100 V olt és 100 A m pere) átvinni. G azdaságosabb az előbbi út.
26
nak megfelelő energia használtatik fel világításra. A végeredm ény valam ivel több m int 1°/oo hatásfok.1 Ebben az esetben tehát 1000 kg szénből, am elyet az elektrom os kö zp o n t kazánjában elégetünk, az elektro* m os izzólám pánál valam ivel több m int 1 kgm ak m eg? felelő energia alakul át világítássá, s közel 999 kg'é pedig erre a célra nem hasznosítható. Kedvezőbb esetben, nagy hőm érsékletű izzószál ese? tén, am ikor m ár az elektrom os izzólám pába ju to tt energiának 10— 12%?a2 alakul át világossággá, végered? m ényében a hatásfok valamivel több m int 1%. A hala? dás l°/oo?ről l%?ra m indenesetre jelentős. Az elektrom os világítás fejlődését figyelemmel ki? sérve azonban nem csak azt állapíthatjuk meg, hogy ez a hatásfok valóban igen kicsiny, hanem azt is, hogy ennek az eredm énynek elérésére m ilyen fáradságos u ta t kellett a tudom ányos technikának m egtenni. A napnak világa a földön nem folytonos; a napra következik az éj. A gondolkodó, a kultúrára törekvő em ber nyilván nem nyugodhatott meg abban, hogy életének nagy részét sötétségben töltse. M egterem tette teh át a m esterséges világítást. Kétségtelen, hogy az összes találm ányok között a m esterséges világításnak lám pa alakjában való m egterem tése volt a legjelentő? sebb. M écseseket használtak m ár az egyiptom iak és különö? sen szép alakúakat a görögök és a róm aiak. Az ő tech? nikai alkotásaikban ugyanis az esztétikai szem pont volt a m értékadó. A V ezúv kitörései által eltem etett pom péjii villákból szebbnél?szebb lám patartók kerül? tek napvilágra. Pehelykönnyű leveles ércágakon gyö? nyörű alakú lám pácskák him bálóznak. Az alkotó görög iparm űvész arra v etette a súlyt, hogy a lám pa szép 1 V. ö. D r. H. S c h ü t z e i. m. 63—64. 1. * A r t h u r F ü r s t : D as elektrische Licht. 13. 1.
27
legyen. A z m ár nem érdekelte, hogy jól is égjen. M aga a lám pa egy o lajtartó , am elybe bél nyúlik le.1 Ez a lám pa nyilván inkább füstölgött, m int világított. A viaszg y erty át a IV., a faggyúgyertyát a XII. század* bán kezdték használni. A stearin g y e rtv át 1834*ben, a paraffingyertyát 1850*ben találták fel. A világítógázt 1812*ben alkalm azták először Londonban. A petró* leum lám pás még nincs százesztendős; 1859 óta hasz* nálják. A használható elektrom os izzólám pának születés* nap ja 1879 okt. 18. E kkor sikerült EDisoN*nak először szénszálat tartó san izzásba hozni. Az £c/ison*lámpa tisztaság és kényelem szem pontjából kétségtelenül felülm úlja az összes addigi világítóeszközöket. Aki még em lékezik a koppantóra, vagy a petróleum* lám pák nehézkes bélnyíróira, tu d ja valóban értékelni, mily rendkívüli h aladást jele n te tt a világítás terén, am ikor az em bernek bárm ely pillanatban egy kézfor* d ításra tiszta, egészséges, szelídfényű világítás állott rendelkezésére. A technika vívm ányai, s nem utolsó sorban éppen az elektrom os világítás n y ú jto tta kényelem ben rende* sen olyanok szoktak a tudom ányos technika eredmé* nyeiről lekicsinylőén nyilatkozni, akik egészen termé* szetesnek találják, hogy ezeket a vívm ányokat élvez* zék, de fogalm uk sincs arról: m ennyi szellemi m unka, m ennyi tudom ányos búvárkodás volt ahhoz szükséges, hogy íróasztalukon ne az ókori füstölgő m écses pislog* jón, hanem kellemes, tiszta fényű elektrom os lám pa világítson. A régi időknek a világítás tökéletesítése után való sóvárgását talán legjellem zőbben G oethe * fejezte ki, 1 D u B o i s *R e y m o n d : M űvelődéstörténet és term észettudós mány. 7 Sprüche in Reimen.
28
aki m űveinek nagy részét gyertyavilágításnál írta, ami? kor bosszúsan így kiált fel: „W üsst’ nicht was sie Besser’s erfinden könnten. Als wenn die L ichter ohne Putzen brennten."
És am ikor hatalm as tudom ányos technikai m unka eredm ényeképen a sóvárogva várt idő bekövetkezett, s a nappali világosság elektrom os lám pák milliárdjai? val tetszés szerint m eghosszabbítható, vannak, akik sem m ibe se veszik az e téren k ifejtett tudom ányos m unkát. A z elektrom os lám pa az összes addigi világítóeszkö? zöktől főképen abban különbözik, hogy világít és nem ég. A z elektrom os világ valóban szerényen lépett be az em ber otth o n áb a; nem használja fel, s nem ro n tja el levegőjét; állandóan egyenletesen világít; nem robban; nem gyújt. Vele szem ben azonban az em ber bizonyos m értékig hálátlan volt. Elfogadta az em beri szellem? nek ezt a fényes ajándékát, de költségeit sokalta. Való, hogy E dison szénszálas lám pájának üzemi költsége, tek in tély es energiafogyasztása következtében nagy volt. G yerty afényerősségenkint m ajdnem 4 W a tt energiát fogyasztott. 50 norm ál gyertyafényerősségű lám pa fogyasztása te h á t 200 W att, két h ek to w att volt. Egy ilyen lám pa egy órai világítása, ha kilow attórán? kint 50 fillért szám ítunk, 10 fillérbe került. H a drága üzeme ellenére a szénszálas elektrom os lám pa, eredeti állapotában, két évtizeden át a föld< kerekségen millió és millió példányban elterjed t, azt az elektrom os világítás előbb em lített előnyének lehet tulajdonítani. A helyes energiagazdálkodás azonban gazdaságos? ságra, az energiafogyasztás csökkentésére tö rek ed ett. A vonatkozó tudom ányos vizsgálatok csakham ar meg?
29
állapították, hogy ha a világítóforrás hőfoka nagyobb bodik, fo k o zottabb m értékben gazdaságosabb a világi* tás. H ogy teh át a szénszálas lám pa üzeme gazdaságo* sabb legyen, a szénszál hőm érsékét kellett emelni. Ilyen m ódon az energiafogyasztás norm ál gyertyafény* erősségenkint 3 W a ttra szállt alá, teh át m integy 25%*os energiafogyasztást leh etett m egtakarítani. A z elektro* mos világítás azonban ennek ellenére is drága volt. A m indig jo bbra, 'm in d ig gazdaságosabb üzem re, kedvezőbb energiagazdálkodásra törekvő technikus szellem ekkor a világítószál céljaira szén helyett más, m agasabb hőfokot kibíró anyaggal kezdett kísérletezni. V alóban a legszebb tudom ányos laboratórium i mun* kák egyike az elektrom os izzólám pa javítása. A szívós kitartással végzett m unka eredm énye, hogy ma a lég* m erevebb fém ekből, így pl. a W olfram ból, szálakat tudunk húzni, hasonlóan m int az aranyból és ezek a szálak olyan vékonyak, hogy szabadszem m el alig vehe* tők észre, ö t közülük szorosan egym ásra helyezve, olyan vastag, m int egy szőke asszonyi hajszál. A tudom ányos kísérletezés k ifejlett m űvészetének köszönhetjük, hogy m egtaláltuk a szelektív sugárzó* képességű anyagokat, am elyeknél ugyanazon hőm érsék esetén a k isugárzott energiának nagyobb része fény* energia. Ezeknek a tudom ányos vizsgálatoknak követ* kezm énye m ind a gázvilágításnak, am elyet a tudósok „filozófiai világítás" név alatt m ár a X V III. század vé* gén ism ertek, m ind az elektrom os világításnak nagy* m értékű javulása. Így született meg a gázvilágítás terén az AuER*lámpa, az elektromos világításban pedig a fémszálas lámpa. A rendszeres tudományos technika* kutatómunka eredménye az EnisoN*izzólámpának energiagazdálko* dás szempontjából óriási mértékű tökéletesbítése. Az ered eti szénszálas lám pából kiindulva, az oz*
30
miums, a tantal* és a wolfrám*lámpa során ju to ttu n k el a g y ertyafényenkint 8*szor kevesebb áram ot fogyasztó m odern félw attos lámpáig, am elynek em ellett az élet* tartam a is több m int a kétszeresére em elkedett. 50 normál gyertyafényű lámpa energiafogyasztása és egy órai világítás költsége.1 A lámpa neme :
Edison eredeti lám pája . . . . Jav íto tt szénszálas lám pa O z m iu m -lám p a................... T a n ta l-lá m p a ...................... O sra m -lá m p a...................... Félw attos-lám pa .............. Elméleti ideális lám pa ..
Fogyasztása' Fogyasztása* Wattéban Watt*ban
1 órai világ---világítás költsége fillér fillér
200 150 75 70 50 25 5
1000 10*00 7*50 3*75 3*50 2*50 1*25 0*25
Megjegyzés
koftsége 5()T
A m int az itt közölt összeállítás adataiból is kitűnik, a haladás gazdaságosság szem pontjából igen nagy. Az EöisoNslámpa norm álgyertyánkint 4 W a tt fogyaszt tásának 'A W attéra leszállása nyilván az üzemi költ* ség V8*ára való csökkenését jelenti. N yilvánvaló azonban, hogy az energiagazdálkodás a lehetőség határai k ö zött további javításra is törekszik. Az erre vonatkozó vizsgálatok alapján tudjuk, hogy a legkedvezőbb tem peratúránál, 7000 C° körül, az elektron m os energiának 40%*a alakulna át világítássá. Ha ezt az elm életi ideális állapotot elérhetnők, a világítási költség gy erty afén yenkint a félw attos lám páénak V» részére szállhatna le,2 a félw attos lámpa helyett teh át a tizedw attos lám pát használhatnók. Ennek az 1 D r. H. S c h ü t z e i. m. 62. 1. * Ez az eredm ény a táblázatos összeállítás utolsó sorában van feltüntetve.
31
ideális állapotnak elérésére eszerint m indenekelőtt olyan izzószálanyagra volna szükségünk, am ely mint? egy 7000 C°, teh át a napénál nagyobb hőm érsékletet kibírna. Ilyen fém anyaggal azonban nem rendelkezünk. A k u tató szellem azonban felveti a kérdést: feltétlen nül szükségesbe egyáltalában a szilárd izzószál. A lég? újabb kísérletek ritk íto tt gázt tartalm azó, ú. n. gázszá? las elektrom os lám pákkal történnek. K étségtelen, hogy az elektrom os izzólámpa hatás* foka igen kicsiny, de a nagyvonásokban ism ertetett fejlődés m u tatja, hogy m ennyi igyekezet, az elektron mosság korszakában évtizedekig ta rtó m egfeszített m unka volt szükséges ahhoz, hogy a m últ század vé? gén még igen drága elektrom os világítás az összes többi világítási m ódokhoz viszonyítva a legolcsóbb, a „szegény em ber" világítása legyen. Az energiagazdái? kodás teh át m egtette a kötelességét. Az izzólám pa fejlődése klasszikus példa arra, hogy csupán a hatásfok kicsiny voltából nem lehet és nem szabad a tudom ányos technikai kutatás, s vele kapcso? latban az energiagazdálkodás sikertelenségére követ? keztetni. Az a szellemi m unka, am ely a technika csodáit meg? tere m te tte , am int az izzólám pa fejlődése is m utatja, olyan részletekbe hatolóan tagozott, am ilyent m ás szel? lemi alkotásnál alig lehet elképzelni. Ezt a hatalm as kultúrm unkát meg kell becsülni. G oethe „Prom etheus" című töredékes drám ájában találóan tü n teti fel P rom etheust, aki, am ikor a tüzet, a világosságot az égből a földre lehozta, tulajdonképen a civilizáció eszközével ajándékozta meg az emberisé? get és beléjük o lto tta azt a hitet, hogy csak a kultúra a boldogulás felé vezető út.1 1 A r th u r
F ü r st:
Das elektrische Licht.
32
Az em beri lélek áh íto zo tt a m esterséges világítás után. M ily fenséges gondolatokat, lélekem elő költemé? n y ékét írtak kiváló elm ék kezdetleges lám pavilágítás m ellett. M ilyen felem elő érzéssel lép F aust „az éj elől h azatérv e4* kivilágított barátságos tudós*szobájába, hogy belekezdjen János evangélium ának fo rd ításáb a:1 „ó h , m ikor a mi szűk szobánkban V ilágot nyájas lám pa hint, K eblünkben is fénylő világ van S szívünk m agára lel megint. Szava az észnek visszatérve, M egint rem ény virul nekünk, S ah! ú jra az élet vizére, A létforrásra epedünk."1
De m ilyen szárnyaló szavakat talált volna a nagy költő a m esterséges világítás dicsőítésére, ha ism erte volna a ragyogó tisztaságú, szelídfényű elektrom os izzólám pát. A m egvilágított p apírlapra hajló FAUsT*nak alakja egyszersm ind szim bólum a2 a m odern k u tató ember* nek, akinél a m ai energiagazdálkodásnak megfele* lően az időnek nagy a becse, aki a m unkaidőt nem szabványozza, s az éj csendjében szende fénynél folv* ta tja tudom ányos tevékenységét, hogy előbbre vigye a kultúrát. 1 K ozm a A n d o r
fordítása. I. R. 41. 1.
„A ch, wenn in unsrer engen Zelle Die Lampe frcundlich w ieder brennt, D ann w ird’s in unserem Busen helle, lm H erzen, das sich selber kennt. V ernunft fángt w ieder an zu blühn, M án sehnt sich nach des Lebens Báchen, Ach, nach des Lebens Quelle hin.“ 7 A r th u r F ü rst
i.
m.
33
8. Az energia megmaradásának elve. A legújabb korban a tudom ányos technikának hatal? m ás haladása szoros összefüggésben van azzal, hogy az em ber a term észeti erők felett úrrá lett, a termé? szetben rendelkezésre álló energiákat céljai elérésére felhasználni tudja. Az energiagazdálkodás, az energiá? nak céltudatos elosztása és átalakítása el sem volna képzelhető az energia m egm aradása törvényének isme? rete nélkül. E szerint: energia energiából keletkezik és csak ener? giába m ehet át. Az energiaátalakulás m indig az ener? gia m egm aradásának elve alapján történik. A hőnek m echanikai energiává való átalakulása az energiagaz? dálkodás folyam án rendkívül sokszor előfordul. Szűk* séges teh át ism erni a m echanikai m unka és a hő kö? zötti összefüggést. Ezt az összefüggést a m echanikai hőelm élet első alaptétele, az energia m egm aradásának törvénye ha* tározza meg. A m echanikai hőelm élet alapja az a tap asztalat, hogy hő és m unka kölcsönösen átalakul? hatnak egym ássá. Az energia m egm aradásának elve alapján szám belileg m eghatározható a m unkának hő? egyenértéke, valam int a hőnek m unkaegyenértéke. T udjuk, hogy a hő m echanikai egyenértéke 427. Ez annyit jelent, hogy am ikor m unka alakul át hővé, 427 kg.m m unka átalakulásakor 1 kg.kalória hő kelet? kezik. Az energia m egm aradásának elvét, a fizikának és a tudom ányos technikának ezt a m ondhatni legfőbb tör? vényét M a v e r R ó b e r t hcilbronni orvos fedezte fel. D iákkorunkban úgy tanultuk, hogy a gőzgép felta? lálása érdekes m egfigyeléssel kapcsolatos. A szem füles kis J a m e s W a t t a konyhában édesanyja m ellett tartóz? kodva észrevette, hogy a gőz a teavizet forraló edény Zelovich Kornél: A jövő energiaforrásai.
3
34
födőjét felífelem elgeti. Ebből a megfigyelésből kiin* dúlva szü letett meg azután a gőzgép. A tö rté n e t igen kedves, csak egy hibája van, hogy nem felel meg a valóságnak. A technika terén így hir* telen sohasem született meg nagyobb jelentőségű talál* m ány. Sőt a jelentősebb technikai törvények kialaku* lásához is egy sereg kutatónak m élyreható tudomás nvos m unkálkodása volt szükséges. Hogy egy fontos alaptörvény kifejlődéséhez milyen kiterjedt tudományos technikai vizsgálatok szüksége? sek és hogy lépésrőMépésre lehet csak előre haladni, azt talán legjobban a mechanikai hőelmélet törvényé* nek kialakulása mutatja, ahogyan a fejlődés menetét J. W e y r a u c h volt stuttgarti neves műegyetemi tanár, 1889*ben a stuttgarti M a y e r RóBERT*emlékmű leleplez zésekor tartott beszédében szépen foglalta össze.1 „C auchy és F resnel m érnökök a XIX. század elején állap íto tták meg a fény új mozgási elm életét és ezáltal a hő mai fogalm ának kialakulásához m egm utatták az u tat.“ # „A technikai m echanikának művelői ugyanabban az id ő tájb an tisztázták a m echanikai m unka fogalm át, am ely nélkül a hő lényegére vonatkozó összes korábbi vizsgálódások term éketlenek lettek volna." „És amikor a talaj már így elő volt készítve, C a rn o t, a tudós francia mérnök 1828*ban publikált tanulmányán val lerakta a mechanikai hőelmélet alapját és megálla* pította második alaptételének lényegét, — amely az át* alakulás irányát szabja meg, — az első előtt.“ „W illiam T homson szerint a tudom ány egész terüle* tén nincs jelentősebb m unka, m int CARNOT*nak vonat? kozó rövid tanulm ánya. C lapeyron, a kiváló m érnök, 1 R. W e y r a u c h : D ie Technik, ihr W esen und ihre Bezie# hungen zu anderen Lebensgebieten. 1922. 115. 1.
35
1834?ben az école polytechnique journal?jában foglalta m athem atikai form ulákba C arnot gondolatait/* „A m ikor azu tán M ay er R óbert 1842?ben a mechani? kai hőelm élet első alaptételét, az energia m egm aradás sának tö rv én y ét, m egállapította, a hő egyenértékére vonatkozó szám ításaiban azokra a kísérletekre támasz? kodott, am elyeket pár évtizeddel előbb ebben az irány? bán a neves technikus: G ay L ussac. végzett." „A m echanikai hőegyenérték végleges m egállapítása az angol iparűző JouLE?től ered. R egnault m érnök szo lg áltato tt az elm élethez tem érdek kísérleti anyagot. H irn és R ankine m érnökök vonták le az elm életből a legvégső filozófiai következtetéseket, míg Z euner és G rashof végezték el a szisztem atikus felépítést, külö? nős tek in tettel a tudom ányos technika szükségleteire." A z energiaátalakulásokat végző gépeinket csak azóta tu d ju k helyesen konstruálni, hatásfokukat azóta tud? juk m érlegelni, am ióta az energia m egm aradása törvé? n y ét ism erjük. H a ma tisztában vagyunk azzal, hogy a „perpetuum m obile" lehetetlenség, ezt a M ayer R óbert m eg állapította energiam egm aradás elvének köszönhet? jük. K u ltúrtörténelm i szem pontból rendkívül érdekes e tö rv én y felfedezésének tö rtén e te .1 M ayer R óbert 1840?ben, 26 éves korában, m int hol? landi szolgálatban levő hajóorvos Jávába utazott. A 101 napig ta rtó úton sajátságos megfigyelés ad o tt lökést felfedezésére. A bban az időben az érvágások nagy szerepet játszo ttak a gyógyászatban. M ayer a tübingai egyetem en hallgató korában végzett érvágá? sai közben látta, hogy a vénából sötétvörös színű vér folyt ki. A m ikor azonban B ataviában egynehány m atrózon eret vágott, m eglepetve tapasztalta, hogy a 1 A l b e r t N e u b u r g e r : Die W under dér W issenschaft. I. B. Physik und Chemie. 111. 1.
3*
36
kiöm lő vér világos vörös, m ajdnem olyan színű, m int az ütő eres vér. M ár attó l ta rto tt, hogy véletlenül véna h ely ett arté? riát n y ito tt meg. Ez a kételye azonban ham ar elosz* lőtt, m inthogy a vér nem fröccsent úgy ki, m int az ütő* eres vér szokott, hanem am int a vénából rendesen, tu lajdonságának m egfelelően nyugodtan folyt ki. Ez a különös megfigyelés M ayer*í rendkívül izgatta. Ettől kezdve nem érdekelték a fiatal o rvost a trópusi vidék csodái sem. A hajón tartózkodva, folyton a megfigye* lés okával foglalkozott. C sakham ar rá jö tt arra, hogy az em lített tünem ény a forró trópusi zónában a vérnek sokkal csekélyebb oxidációjára vezethető vissza. V égkövetkeztetése, hogy ugyanabból az anyagból, a táplálékokból, úgy hő, m int m unka állítható elő: az energia m egm aradásának tör? v ényét jelen tette. Maga M ayer gondolatm enetét, amely a batáviai vér színéből e fontos term észeti törvényhez vezetett, így írja le: „L avoisier elméletéből kiindulva, amely szerint az állati meleg elégési folyamatnak eredménye, a vér színének v áltozását. . . úgy tekintettem, mint a vér oxidációjának érzékeinkkel észrevehető jelét, látható reflexjét. A z emberi testben a hőfejlődésnek, hogy egyenletes hőmérsékletét fenntarthassa, szükségszer rűen mennyiségi összefüggésben kell lenni hőveszte* séggel, tehát a környezet hőmérsékletével is, ennél* fogva, mind a hőtermelésnek és oxidációs folyamatnak, mind a kétféle vér színkülönbségének a forró égövön általában csekélyebbnek kell lenni, mint a hidegebb tájakon". Ilyen m ódon M a \ e r felism erte a hőbevezetés és a te st m unkateljesítm énye közötti összefüggést és vilá? gos lett előtte, hogy a táplálékok elégése által élőidé* ze tt fűtés a testn ek m unkateljesítm ényre ad képessé?
37
get. N yilvánvalóvá lett tehát, hogy a hő és a belőle ke letkező m echanikai m unka között törvényszerűségnek, a k ettő k ö zö tt egyenértékűségnek kell lennie. Egész odáig nem tudták, hogv mi is a hő tulajdon? képen, M ayer felfedezése óta tudjuk, hogy a hő az energiának egyik faja. M ayer azonnal tisztában volt felfedezésének jelen? tőségével, ami arra bírta őt, hogy batáviai tartózkodá? sát m egszakítva, sietve térjen haza. H azájába 1841?ben visszatérve „U ber die q u an titativ e und qualitative Be? stim m ung dér K rafte“ című rövid értekezésében leírta gondolatait és azt ugyanebben az évben június 16?án közlés végett beküldte P oggendorf berlini tanárnak „A nnáién dér Physik und C hem ie44 című akkori vezető term észettudom ányi folyóiratába. P oggendorf azon? bán nem ism erte fel a dolgozat jelentőségét, nem kö? zölte, de nem is k ü ldötte vissza a szerzőnek, akinek sürgető leveleire még csak nem is válaszolt. Harminchat esztendővel később, P o g g en d o rf halála után, hagyatékában találták meg MAYER?nak ezt a kuL túrhistóriai jelentőségű dolgozatát, amelyet e szavak? kai végzett: folytatása következik. Ilyen körülmények között természetesen ez a folytatás elmaradt. A tudom ányos világ csak 1842?ben v eh e te tt tudó? m ást M ayer korszakos felfedezéséről, am ikor átdolgo? zo tt „Bem erkungen über die K ráfte dér unbelebten N a tú r4* című értekezése a nagy kém ikusnak, L iebig ? nek „A nnáién dér C hem ie und P harm azie44 folyóiratá? bán m egjelent. N oha ez a közlem ény az energia megmaradása elv felfedezésében M ay er elsőbbségét kétségtelenné tette, az angolok JouLE?nek tulajdonították az elsőbbáfeget 1843?ban megjelent értekezése alapján, amely a média* nikai hőegyenértékre vonatkozó számításait tártál?
38
m azta. A ngliában azonban ugyanebben az esztendőben CoLDiNG*nek is m egjelent ugyanerről a tárgyról egy dolgozata, úgyhogy J oule és C olding között is kitö rt a harc az elsőbbség tekintetében. M ayer éveken keresztül harcolt az elsőbbségért — sikertelenül. 1847?ben arra a gondolatra jö tt, hogy az elsőbbség k érd ését döntés végett a francia tudom ás nyos akadém ia elé viszi. A párizsi akadém ia azután valóban salam oni ítéletet hozott. K im ondotta ugyanis, hogy az energia m egm aradásának törvénye sem M ayer? tol, sem JouLE?től nem szárm azik, hanem a francia M ontgolfier egyébként ism eretlen fizikustól, a lég? h ajó t feltaláló MoNTGOLFiER?testvérek névrokonától, m ert ő m ár 1839?ben kim ondotta a tételt, hogy: „a hő a m ozgással rokon és arra átv álto ztath ató ". Igen érdekes MAYER?nek 1844?ben közölt: „Die orga? nische Bewegung in ihrem Zusammenhang mit dem Stoffwechsel" című tanulmánya, amelyben az energia megmaradásának elvét a tudomány különböző ágaira általánosítja. Ebben a tanulmányában kimutatja, hogy az általa felfedezett törvény a világegyetem minden jelenségére vonatkoztatható. Túlm egy e tö rv én y h atára a földi életen. „H a e tör? vény alapján tudjuk, hogy a „perpetuum m obile" kép? telenség, viszont azt is el kell ism ernünk, hogy egy? szer a m ozgás a világűrben is m egszűnik, te h á t egy* szer vége lesz a világnak, akkor ugyanis, am ikor az összes energia, am elynek hatása a világtestek mozgá? sát idézi elő, hővé alakul át." A legkiválóbb fizikusok, első helyen W illiam T hom? són (lord K elvin) végeztek az energia m egm aradásának elve alapján beható szám ításokat, hogy m ikor érkezik el az a nap, am ely a világ végét jelentené. „H a ezek a szám ítások csak theoretikus, sőt talán csak hyp o th etik u s értékűek is, mégis m utatják, hogy
39
mily p roblém ákat tár fel a M ay er által felfedezett tör? vény."1 MAYER?t szokták a XIX . század GALiLEi?jének is ne? vezni. Ez az elnevezés két szem pontból találó: egy? részről, m ert az energia m egm aradásának elvét mecha? nikai v iszonylatokra m ár G alilei is felism erte, más? részről, m ert MAYER?nek tudom ányos meggyőződésé* ért épúgy nagy szenvedéseket kellett kiállnia, m int annak idején GALiLEi?nek. M ayer idegzetét ugyanis az elsőbbségért fo ly tato tt sikertelen harcok igen m egviselték. Elkeseredésében 1850?ben öngyilkossági k ísérletet k ö v etett el. Ezután rokonai őrültek házába vitették, ahol egy évnél hosz? szabb ideig valóban m éltatlanul bántak vele. Jellem ző az akkori viszonyokra, hogy kiszabadulásá? ról hosszabb ideig nem v ettek tudom ást. L iebig 1858? bán egyik előadásában, m iután érdem eit m éltatta, azt a kijelen tést tette, hogy M ayer az őrültek házában m eghalt. Lassan azonban rá jö tt a tudom ányos világ, hogy MAYER?rel m éltatlanul bántak. A z angol fizikus, T yn? dall, volt az első, aki 1862?ben nyíltan M ayer p á rtjá ra állott és kim u tatta, hogy az energia m egm aradása elvé? nek m egállapításában övé az elsőség. A term észetvizs? gálóknak 1869?ben Innsbruckban ta rto tt ülésén, ahol M ayer „O ber nothw endige K onscquenzen und Inkon? sequenzen dér W árm em echanik“ címen előadást tar? to tt, a nagy ném et fizikus, H elmholtz is, m iután éve? ken á t harcolt ellene, elism erte, „hogy a heilbronni orvos fogta fel tisztán és világosan először az energia m egm aradásának elvét és volt bátorsága annak abszo? lút érvényességét kim ondani". A nápolyi „vércsoda" világhírre te tt szert. 1 N euburger
i. m. 117. 1.
40
K icsiny üvegpalackban őrzik o tt Szent Januáriusnak m egaludt vérét, am ely időnkint ism ét folyékony lesz.1 Szintén egy „vércsoda“ adta meg az indítékot az ener* gia m egm aradása törvénye m egállapításának. Szeren? cséré M ayer R óbert v ette észre ezt a csodát, aki nem* csak nézett, hanem láto tt is és felfedezésével megve* te tte alap ját az energiagazdálkodásnak. S chiller „Columbus" című híres epigram m jának két utolsó sora valóban jellemző M ayer RóBERT*re is: „A term észettel hisz örök frigyben van a lángész, A m it emez megígér, azt meg is adja am az.“a
1 N e u b u r g e r i. * S zász K áro ly
m. 107. 1. fordítása.
Mit dem G enius steht die N atú r im ewigen Bunde, W as dér eine verspricht, leistet die andre gewiss.“
II. A ma energiaforrásai. 1. A világ szénkincse és előrelátható tartama. Az em beriség fejlődéstörténetében m érföldkő az 1769. esztendő. J ames W att, a hírneves angol m érnök, ekkor szab ad alm aztatta gőzgépjét. A nagyjai em lékét szeretettel őrző A nglia Pantheon? jában, a W estm inster?apátságban, kiváló állam férfiak, tudósok, költők és hadvezérek em lékei között, egyet? lenegy felírás sem h asonlítható össze a W att szobrára írt sorokkal: — — a király a m iniszterek, a nemesség és Anglia polgársága em elte ezt az em léket J a m e s W ATTsnak,
az em beriség jótevőjének.
Az em ber m ár igen korán, a kőkorszakban kiérde? melte a F ranklin B enjamin ^ óI szárm azó „szerszám? készítő állat" elnevezést, de csak igen lassan jö tt rá arra, hogy a term észeti erőket kihasználja. Évezrede? ken át a legújabb korig a szél és a víz volt az a két tér? m észeti erő, am elynek energiáját igen prim itív m ódon kihasználta. A gőzgép feltalálásával azonban nagy változás kö? vetkezik be. M ind nagyobb és nagyobb m értékben veszik igénybe az energiának új forrását, a kőszenet, am elyet A ngliában eleinte az egészségre káros hatású? nak ta rto tta k . A zt állították ugyanis, hogy a kőszén? füst ragadós betegségek okozója, úgyhogy egyes helye? ken a kőszéntüzelés büntetés terh e alatt tilos volt.
42
A Tower*ben van egy dokum entum , am ely szerint egy férfit azért húzták kínpadra, m ert szom szédjainak levegőjét kőszénfüsttel m egrontotta. J ames W att idejében azonban m ár m osolyogva gon* dóinak vissza az angol parlam entnek 1603sban hozott arra a határo zatára, am elynek értelm ében Londonban a parlam enti ülések ideje alatt tilos a kőszéntüzelés, hogy a jelenlevő lovagok egészsége ne forogjon ve* szélyben. A city urai csodákoznak a naivságon, hogy London városa még 1654*ben is kérte a parlam enttől a ncw castlei szén használatának eltiltását. A gőzgépnek roham os elterjedésével a szén lesz a haladásnak hajtó ereje. Szén után k utatnak az egész földkerekségen. Ü jabb és újabb széntelepeket tárnak fel, am elyek millió és millió tonna szenet hoznak nap* fényre. A k iap ad h atatlannak látszó hatalm as szén* vagyonnak term észetes következm énye lett a szén* fecsérlés, a könnyelm ű széngazdálkodás egészen nap* jainkig. A szénfogyasztás az idők folyam án hihetetlen mér* tékben növekszik. A m int az I. táblázatból kitűnik, a világ évi szén* fogyasztása 1875*ben 260 millió t, 1895*ben 526 mii* lio t, 1903*ban 800 millió t, 1908*ban eléri a m illiárd t*át, 1913*ban 1250 m illió t, napjainkban m egközelíti az 1500 millió t*át/ e szerint félszázad alatt m ajdnem a h atszo ro sra nőtt. A ligha túloznánk tehát, ha a jövőben 1 Ebből a három legnagyobb fogyasztóra esik : kőszén
m Észak-A m erikai U n ió .............. A n g lia .............. N é m e to rsz á g ..
anthracit
i l l i ó 510 265 138
90 5 2
barnaszén
összesen
t o n n a 2 — 140
602 270 280
( V D. I. Nachrichten 1927 aug. 17.)
43 JQ _Q :Q
c c c c c c
^o o o ;0 ^ ; 0
e *c S H W
'P ?s
o o (N
Tt* GO
ó ác
—
>» OH CD
C C
J4
ex 'Cl
o
u
111 I §O srv|§10 -*
O 00 VOo r*1 o 0 ^ 1 30 'T IO a O N X o N N '/l
r <«
^ rvj .—
&o c
VT) ~
e
J£
cC3 cCj C c3 ~ \Ó o Zi! Dr 3* 5 _% cw tt 30 O có —< N — * u o \o o
■ O XO H ^ ^ ^ *2P Sf *-• lO'OM-H —x i r"^Oi N o ■ 22 ■ 0 £ -r — -9 *9 -9
H
J0
,5J c«a cdt «ft
H
C C C C C C
%o
—
o o o
c
'O 'O 'O
M -
6 E £
* 4W > U
OvOO '©(NO cn in oc
O — n 00n•O '1rvj o< n a IIOO .
J O i -
^ rN
'S .* J3 £ S - ^ *- S ^ o 5 s o'O M SN 09 w * 5 Qs £ > N oJX
a
2
c _Q•“ ..2 « >p E OO cS • , ^ ^ ea rvi ^
bt " j I C C C
N ^2
fi
8*
o o ca -9-9-9 2 in ió cn N 0 \0 § 00 OC ON
<
U- ej
«o 5.2 ^ N iJ* t
*3- sc < 2 *N» “3«^
« JZ
cö a
o
ti
Bo & JS § írs « 3^S 5 ^f NC
fcÜ£ < —ítí < CJ *> tiC 'QC> 6
5
N (ti
Ofi 'CÍ N 05
44
is a szénfogyasztás hasonló növekedésére szám ítanánk. Az a kérdés azonban: m eddig? A szénfogyasztás roham os növekedése következtés ben többen, köztük a m últ (1927) év végén elhunyt ne* vés svéd tudós, a N obelsdíjjal k itü n te te tt hírneves pro* fesszor: Svante A krhenius is,1 felem elték figyelm eztető szavukat: meg kell szüntetni a szénpazarlást, a rendel* kezésre álló telepek nem kim eríthetetlenek, a mai gene* ráció könnyelm ű széngazdálkodása lelkiism eretlen, a jövővel egyáltalán nem törődő. V oltak, akik nem h itte k a K assandra*jóslatnak, hiszen ú jabb és újabb szénterületeket fedeztek fel, s em ellett időközben hatalm as energiaforrássá vált a föld olajkincse is. Kiváló kutatók és tudósok azonban m ár korábban felism erték a szénenergia kiapadásának veszélyét. B ehatóan foglalkoztak e kérdéssel és tanul* m ányaik, valam int szám ításaik eredm ényét az 1913. évi torontói nem zetközi geológiai kongresszuson tették közzé. (I. táblázat.) E szerint a földkerekség szénkincse (anthracit, kő* szén és barnaszén), ha a szenet 1800 m m élységig kiak* názzuk: F eltárás alatt ....................... 716.154 millió tonna Még várható ....................... 6,681.399 „ „ ö ssz e se n ..
7,397.553 millió tonna
Feltűnő A m erikának igen nagy széngazdasága, ami* bői a túlnyom órész, 3,838.657 millió t, teh át az egész föld szénkincsének több m int fele (51*8%) az Északame* rikai U nióra esik. Ennek az országnak szénkincse öt* szőr annyi, m int egész Európáé. Á zsia szénvagvonából a legnagyobb, közel ezer m illiárd t (995.857 millió t), a világ szénkincsének 13\5%*a, K ínában van. 1 Die Chemie und das m oderne Leben. 1922. Leipzig.
45
A to ro n tó i kongresszus közlem ényei alapján a föld? kerekség 1913. évi szénfogyasztását (m integy 1250 mii* Üó t) szám ításba véve, egészen vigasztaló volt a meg* -
, ,
,
. |,
,
17,397.553 m illiót. \
allapitas, hogy a világ szenvagvona | ~ 1250 miniót.— j m integy 6000 esztendeig ta rta n a el, term észetesen föl# tételezve, hogy az em lített 1800 m m élységig a szén? készlet egész töm ege kiterm elhető. Ha azután ezt a feltevést közelebbről analizáljuk, ki* alakul a kevésbbé b íztató helyzet. A széntelepek nagyrésze ugyanis olyan csekély vas? tagságú, hogy az ilyen rétegekből a mai eljárással nem fizeti ki m agát a szénterm elés. E zért javasolta m ár 1914 tavaszán R amsay, az ism ert angol kém ikus, hogy a cse? kély vastagságú szénrétegeket o tt helyükön a szén el? gázosításával kell hasznosítani. M indezideig nincs tudom ásunk arról, hogy ezen az alapon a R amsay java? solta k ísérletek et m egkezdették?e és várható?e ered? mény. A föld szénkincse tartam án ak kiszám ításakor esze? rint az em lített csekély vastagságú rétegek szénvagyo? nát nem lehet figyelembe venni. Em ellett, am int az előbb kim u tattu k , nem lehet állandó szénfogyasztással számolni. M indezen körülm ények alapos m érlegelésével tö rté n t becslésnek azután az az eredm énye, hogy a föld eddig ism ert szénkincse legfeljebb 1500 esztendeig lesz ele? gendő.1 Meg kell azonban állapítanunk,* hogy ez az 1500 esz? tendő átlagos érték. Szénben igen gazdag ország szén? kincse, m int az Északam erikai Unióé, noha szén? fogyasztása a legnagyobb, k étszer annyi ideig is eltart? hat, ellenben Anglia szénkincse előreláthatóan 200 esz? 1 H anns G ü n th er :
Technische Tráum e.
46
tendő alatt kim erül. C sonka?M agyarország szénkincse is aligha ta rt el 100 esztendeig. H angsúlyoznunk kell azonban a legóvatosabb becsié? seknek is közelítő voltát. Egyrészről időközben újabb szén területeket is fedeztek fel. Az 1924. évi londoni világerőkonferencia elé te rje sz te tt adatok szerint pl. Európa szénkincsét m ár 1100 m illiárd t?ra, teh át az 1913. évihez viszonyítva 42%?kal többre becsülték,1 viszont az egész világét kevesebbre. M ásrészről a jövő? beli szénfogyasztás m értéke, ez az ism eretlen faktor, m inden szám ítást halom ra dönthet. Az előbbiekben ad o tt képpel csupán azt akarjuk bizonyítani, hogy a szénvagyonnal takarékoskodni kell, m ert a kim erülés veszélye fenyeget és m a kultú? ránknak kétségenkívül a szén a tám asztópillérje. „V as és szén az a két pólus, am ely körül az egész gazdasági élet forog“, m ondotta jellem zően a vas? kancellár B ismarck m ár 1890?ben a porosz vasutasok? nak, am ikor születésnapján üdvözölték őt. A közlekedésnek, az iparnak fő m ozgatóereje a szén. A világgazdaság, a világkereskedelem nagym éretű fej? lődése elsősorban a szénnel, s ennek m ellékterm ényei? vei függ össze. N ém etországban a Kaiser W ilh e lm s d n stitu t für Kohlenforschung intézetet, am int ism eretes, 'a gyáripar és m agánosok anyagi tám ogatásával, azért létesítették, hogy a szénértékesítés leggazdaságosabb m ódozatainak tanulm ányozásával foglalkozzék. És valóban az intézet rendszeres tudom ányos vizsgálatok során a gyakorlat szám ára olyan eljárásokat dolgozott ki, am elyek segít? ségével a szenekből nagyobb m ennyiségekben termel? h ető k ki a folyós halm azállapotú tüzelőanyagok előállí? tására alkalm as kátrányok. 1 T echnik und W irtschaft. 1924. 11. füzet.
47
A laboratórium i tudom ányos k utatás diadala az a sok hasznos, ma m ár nélkülözhetetlen anyag, am elyet a világítógázgyártásnak bűzös fekete m ellékterm ényé? bői, a kőszénkátrányból n yerünk.1 A tro pikus égöv m adarainak élénkszínű tollazata el? halványodik azok m ellett a pom pás színek m ellett, am elyeket a világítógáz m ellékterm ényéből állítunk elő. Az ókorban csak hétféle színt ism ertek, ma vagy k étezerfélét ism erünk. A nagyvárosok fényes kiraka? taiban feltűnő élénk színű selyem szövetek anilinfesték? kel vannak színesítve. A z anilinfestéket kőszénkát* lányból nyerjük. M ásutt hasonló pom pás színű szőve? tck alizarinnal vannak festve. Az alizarinfestéket szin? tén k ő szénkátrányból állítják elő. A tudom ányos k u tatás eredm énye, hogy a kém iai ipar ma illatokat állít elő napfény és virágágyak igénybevétele nélkül. A pipereszappanoknak és egyéb illatszereknek kellem es illata nagyobbára kőszénkát? rányból desztillált olajtól szárm azik. ő s z elején a különböző prém eknek, a díszm agyar ruháknak kellem etlen szaga naftalintól ered. Ezt a hatá? sós m olym érget szintén kőszénkátrányból nyerjük. A kőszén k átrán y n afta lin ját eddig főként kém iai ké? szítm ények előállítására, tüzelésre, korom gyártásra, m o lyirtásra használtuk, vagy pedig golyókká sajtolva, explóziós m otorokban égettük el. M inthogy azonban sokkal kevesebb n aftalin t fogyasztottunk, m int ameny? n yit szénlepárlóüzem eink term eltek, m egindult a tudó? m ányos kísérletezés abban az irányban, hogy a nagy? m ennyiségű naftalin értékesíttessék. Az eredm ény, hogy a naftalinból a folyós halm azállapotú tetra lin t és dekalint tu d ju k előállítani. E zeket az o lajo k at benzin helyett a ném et haditen* 1 L aunhardt: A m sausenden W ebstuhl dér Zeit.
48
gerészet m ár 1917?ben sikerrel használta tüzelésre és m ó to rh ajtásra. Ü jab ban m ind nagyobb m ennyiségben autom obiim ótorok h ajtásá ra használják. K őszénkátrányból készül a fertő tlen ítésre szolgáló karbolsav. A karbolsavból állítjuk elő a bakelitet, a m ind nagyobb té rt hódító m űgyantát. Az eddig termé? szetes gyantákból és kaucsukból készült iparcikkek he? lyett újabban m indinkább bakelitkészítm ényeket állí? tanak elő. V égeredm ényben ugyancsak kőszénkátrányból készül az élelm iszerek konzerválására és gyógyszerek készíté? sére szolgáló szalicilsav. A közism ert gyógyszerek kö? ziil az aszpirin, az antipirin, a salol, valam int a phen? acetin is szalicilsavból, illetőleg kőszénkátrányból készül. K őszénkátrányból állítják elő a saccharint is, ezt a cukornál tö b b m int 300?szor édesebb gyártm ányt. Kőszén száraz desztilláció term éke az am m ónia is, ame? lyet szám os ipari célra felhasználnak. A zt m o ndhatná valaki, hogy ma m ár m indent kő? szénkátrányból állítunk elő. Ha m indent nem is, de még sok m indent, am elyet nem soroltunk fel.1 A m ost közölt leírással csupán képet akartunk adni arról, hogy a mai életben a szén úgyszólván nélkülözhetetlen. A világ szénkincsének pótlásnélküli kim erülése való? bán kultúránk k atasztrofális h anyatlását jelentené és a széninség bekövetkezésére gondolva, önkéntelenül is eszünkbe ju t a nagy angol történetírónak, M acaulay? nak kom or jó slata az új?zélandi turistáról, aki az el? pusztult London?Bridge pillérjén ülve rajzolja vázlat? könyvébe a Szent?Pál kathedrális rom jait. A szénkim erülés veszélyének elhárítására két m ódot kell igénybe venni. Egyrészről takarékoskodni kell m eglévő szénkincsünkkel azáltal, hogy nagyobb hatás? fokkal használjuk fel a szenet, m ásrészről a szénből 1 L aunhardt: A m sausenden Webstuhl dér Zeit.
49
nyerh ető energiát pótolni kell kim eríthetetlen termé* szeti erőkkel. M ind a két m ód nem m indennapi feladat elé állítja a tudom ányos technikát. A szénkincs kím élése s a gazdaságos üzem érdeké* ben kiváló k u tató k tevékenysége irányult a m últban is, de különösen m anapság a gőzgépek term ikus hatás* fokának növelésére. Ez a tevékenység, am int az ener? giagazdálkodásra vonatkozó m egjegyzéseinkből k itűnt, m ár eddig is kiváló eredm ényeket m utat fel, s további javulások is várhatók. A tudom ányos technika teh át m inden em berileg le* h ető t m egtesz, hogy a világ szénkincse m inél hosszabb ideig tartson.
2. A világ nyersolajkincse és előrelátható tartama. A szénkim erülés veszélyének elhárítására segítségül hívták az olajat, m indenekelőtt a petróleum ot, am ely a m odern gazdaságban igen jelentős szerepet játszik. A petróleum m ár H erodotos idejében ism eretes, aki leírja a Babylon m elletti olajbányákat, de csak a XIX. században lesz az iparnak egyik legfontosabb üzemi anyaga. Eleinte csupán világításra használták, később kiváló tulajdonságainak felism erése után m otorok haj* tására. Előnyei, hogy nagy a fűtőértéke, ehhez viszo nyítva kicsiny a súlya, csekély a térszükséglete. A világ nyersolajkészlete és előrelátható tarta m a a II. táblázatban van feltüntetve. E táblázat adatai sze* rint a világ nyersolajkészlete, ha az 1922. évi fogyasz* tás alapján szám ítunk, kereken félszázad alatt kimerül. Ha ez a szám ítás csupán becslés is, annyi bizonyos, hogy az olaj korántsem ta rt annyi ideig, m int a szén. És ezt a jövő szem pontjából kedvezőtlen helyzetet lé* nyegesen nem v álto ztath atja meg, ha új nagy olajteles peket födöznének is föl, m ert az explóziós és Diesekmós Zelovich Kornél : A jövő energiaforrásai.
4
II. Táblázat A világ nyersolajskészlete.1 cl JC D X, fc 'V-O -X
Ország
«/> TZ-*0 >ő
ol 7000 6755 5820
Észak-A m erikai U n ió .. O ro sz o rsz á g .................. Perzsia és M ezopotám ia D él-A m erika északi ré sze Peruval ............ 5730 M e x ik ó ........................... 4525 D él-A m er. déli rész e.. 3550 H olland India .............. 3015 Kína ............................... 1375 Brit-India ...................... 955 Japán és F o rm o z a ___ 1235 Románia, G alícia s Ny.Európa ...................... 1135 K anada .......................... 995 A lgier és Egyiptom .. 925 ö ssz e se n .. 43.055
c » -a.EE „ >.£'* 5 r> 2 > *► * < NT^N ff' —í •t'* e
549*1 13*31 24*5 10*51 8*20 1327*6 188*4 7*00 3*191 ..,2 1 7 5 2*31 ( 2*87 616*3 2*64 2*31 2*15 100 00
72*5 5558*7 7728 50*6
torok hatalm as térfoglalása következtében roham osan fokozódó fogyasztással kell számolni. Az energiagazdálkodásban az utóbbi időben a folyé* kony tüzelőanyagok a szilárdakhoz képest folyton foko? zódó jelentőségre tettek szert. Az energiatermelés.3 szénből
1890*ben 1925*ben
88% 51%
nyersolajból
6 % 26*4%
földgázból
vizi eróból
2*5% 3*2%
3*5% 19*4%
1 Prof. D r. O skar K e n d e : Erde und W irtsch aft in Zahlen. 1926. 2 1 Barrel = 159 liter, 7*19 Barrel = 1 tonna. * V. D. I. N achrichten, 1927 aug. 27.
51
A világ évi n y ersolajterm elése ma m integy 150 mii? lió t. Ebből az fcszakamerikai U nióra esik 71*6%, Mexi? kóra 10*8%, O roszországra 4*9%, P erzsiára 3*3%, Hol? lancUIndiára 2%, V enezuelára 1*9%, R om ániára 1-6% és P eru ra 1%. A többi állam okban a term elés 1% alatt ma* rád. Lényegében teh át alig tíz állam látja el a világ nyersolajszükségletét. A fogyasztás terén az első helyen van az U nió 70%? kai, u tán a következik A nglia 3*9%*kal. H arm adik a sor? bán O roszország, ahol a vasúti üzem ben olajtüzelésű lokom otívokat alkalm aznak, 3%?kal, s utána követke? zik K anada l*9%?kal. E szerint az U niónak fogyasztása valam ivel kevesebb, m int a term elése, ellenben M exikónak, Oroszország? nak, R om ániának, H olland?Indiának és V enezuelának term elése nagyobb, m int a fogyasztása. T én y az, hogy a petróleum m ezők jellegzetes furótor* nyai ham ar kim erülő energiaforrásokat jelentenek. S vante A rrhenius sze rin t1 V an H ise kiszám ította, hogy ha az olajterm elés az eddigi arányban növekedik, az északam erikai U nió olajkészlete 1935*bcn kimerül, ső t ha az olajfogyasztás nem fokozódnék is tovább, az U nió olajkészlete a század végéig akkor sem tar? tana. Ü jabb szám ítások (1921) az 1935. dátum ot 1953*ra tolják ki. Az olajnak szénből való előállítása viszont a^ utóbbinak gyorsabb kim erülését vonja maga után. A z olajjal kapcsolatban röviden a földgázról is meg kell em lékeznünk. A világon a földgázterm elés arány? lag csekély, s m ajdnem kizáróan Észak?A m erikára kor? látozódik. Az évi term elést m integy 34 m illiárd m 3?re, vagy 8000 kg. kal/m 3 átlagos fűtőértékkel szám ítva 272 billió kg.kalóriára becsülik. Ennek a töm egnek m integy 40%?át fo rd ítják erőnye? résre, részben közvetlenül gázgépekben, részben köz* 1 Die Chemie und das m oderne Leben. 1922. 197. 1. 4*
52
vetve, am ikor a földgázt gőzkazánoknál m int tüzelő* anyagot alkalm azzák. H a átlagosan 20% hatásfokkal szám ítunk, akkor ilyes m ódon a földgázból n y erhető energia m integy 25*3 mii? liárd k ilow attórának felel meg. Ezzel szem ben a nyersolajból évenkint m integy 208 milliárd, a szilárd tüzelőanyagból pedig 400 m illiárd kilo w attó rán ak m egfelelő energiát term elünk. A szi? lárd, folyékony és gáznem ű tüzelőanyagokból n y ert évi 633*3 m illiárd k ilo w attó rát kitevő energiából teh át a földgázra alig esik 4%.;1
3. A világ tőzegkincse. A tőzeg, noha kalóriatartalm a sokszor eléri a b arnaszénét, m égsem kedvelt anyag kazántüzelésre. E nnek oka term elésének nehéz m ódja és nagy nedves? ségtartalm a, ami m iatt felhasználása előtt hosszabb ideig szárítan i kell. Az 1924. évi londoni világerőkonferencia elé terjesz? te tt ad ato k sz e rin t2 a világ tőzegkészlete m integy 320*3 billió m3, ami az orosz em lékirat szerint 22 billió k ilo w attó ra elektrom os energiának felel meg. Ebből a készletből az oroszlánrész, 320 billió m \ O roszországra esik, az északam erikai U nióra 30 mii? liárd m3, H ollandiára 400 m illió m3, Itáliára 83 millió m3. U gyanezen konferenciára vonatkozó közlem ények sze? rin t3 a világ összes rendelkezésre álló erőforrásainak m unkaértéke 300 esztendei id ő tartam ra szám ítva, kö? zelítően: 1 E nergieverbrauch dér W elt. V. D. I. N achrichten, 1927 aug. 17. 2 V an H e y s : W elt?K raft. T echnik und W irtschaft. 1924, 11. fiizet. 3 V an H e y s i. m.
53 Szén Víz Tőzeg O laj
7000 billió kw.sóra 7000 22 90 ** »» összesen
14112 billió kw.*óra.
Az összes m unkaértéknek teh át a tőzegé alig teszi ki az r6°/<»íjét. T erm észetes, hogy am ikor a szén és olaj kim erülése fenyeget, rákerül a sor a tőzeg hasznosítására is. E rre vonatkozó kísérletek a háború után nálunk is m egindultak. N agyobbszabású kísérleteket tettek N ém etország* bán, am elynek tőzegkészlete kereken 50 m illiárd m \ s belőle 2 billió kilow attóra energia nyerhető.1 Ez az energia 50 esztendeig N ém etország összes energiaszükségletét volna képes födözni. Ném etország* bán abból a helyes alapelvből indultak ki, hogy a tőze* get a helyszínén kell felhasználni. Az Ems*tőzeglápon a láp területén belül hatalm as elektrom os központi te* lepet létesítettek. O ldenburg és O stfriesland összes városainak világítását, közúti vasútait és ipari m otorait az itt term elt elektrom os áram táplálja. A központ összteljesítm énye 17.000 kvv. A tervezet* nek gazdaságos keresztülvitele sikerült, de a terv végre* hajtása oly sok nehézséggel já rt, hogy az első kísérle* té t egy m ásodik nem követte.
Az előadottakból kitűnik, hogy a tudom ányos tech? nika, illetőleg az energiagazdálkodás m inden törekvése ellenére is előbb*utóbb bekövetkezik m ind a szilárd, m ind a folyékony és gáznem ű tüzelőanyagok kimerü* 1 V an H e y s i. m. N ém etország tőzegkészlete nincs felvéve a londoni világerőkonferencia által összeállított kim utatásba.
54
lése, m indenesetre érdekes problém a tehát, hogy mi* lyen term észeti erők szolgálhatnak a tüzelőanyag ener* giájának p ó tlá sira : m elyek teh át a jö vő energia fórrá* sai. Víz, szél, az árapály energiája és a nap heve azok a term észeti erők, am elyek az em lített tüzelőanyagok energiájának pótlására m indenekelőtt szóba jöhetnek. Ezek közül a víz és a szél m ár a ma energiája is.
III. A j ö v ő energiaforrásai. 1. A napsugarak energiája. A nglia P antheonjában, am int em lítettük, J ames W att óriási em lékszobrát díszítik e szavak: „az em beriség jó tev ő je44. A görög m ythos ugyanezzel a jelzővel illeti P rometheus ^ , aki a nap lángjából szikrát hozott le a földre, s vele életet lehelt az agyagból m egform ált em* berbe. Kiemelte az em bert az állatok sorából. A pro* m etheusi szikra birtokában fejlődött ki a „szerszám* készítő á lla tib ó l a mai nagyintelligenciájú em ber, aki m ár „a levegőben utazik, villámmal ír és beszél és nap* sugárral fest4*.1 A napsugár az em bernek legnagyobb jótevője, s valóban nélküle nem is lehetne földi élet. A nap a föl* dön úgyszólván m inden energiának forrása. A jövőben nyilván azokat fogják az emberiség jóte* vőinek tekinteni, akik a napsugárzás n y újtotta ener* giának kihasználását teszik lehetővé, s így pótolni tud* ják a föld sötét mélyében koncentrált napenergiát, a szenet, amelyet a legújabb kor jótevőjének, J ames WrATT?nak találmánya lassan kimerít. Óriási az az energiam ennyiség, am elyet a nap által a földre küldött meleg képvisel, noha a földre az összes nap kisugárzottá m elegnek csak kis, 225 milliomod* része ju t.2 A mi p lanétánkra évenkint ily m ódon kisu* 1 Du Bois mány.
2 D r.
R eym ond:
O scar
Sonnenenergie.
K au sch :
M űvelődéstörténet és term észettudós Die
unm ittelbare
A usnützung
dér
56
g árzo tt meleg a földet körülvevő 30 m vastag jégréteg get tudna m egolvasztani. Langley am erikai fizikusnak beható kutatások alap* ján v ég reh ajto tt szám ításai szerint a földet érő nap hevének energiája 350 billió lóerőnek felel meg. Fan* tasztik us szám ez, am elyet elképzelni is bajos. Célsze* rűbb teh át a vizsgálatot nem az egész földre, hanem kisebb terü letre m egtenni. A 20. északi szélességi fokon — ezen a tájék o n fék* szik a Szahara — 4 m ^re eső napm elegenergia éven* kint egy lóerőnek felel meg. H a ezt teljesen kihasznál* h atnók egy k m 2 n ap sü tö tte földterület a 20. északi szé* lességi fok körül évenkint 250 ezer lóerőnek m egfelelő energiát szolgáltatna, 10%*ös kihasználás esetén ez 25.000 lóerőnek felelne meg. M inthogy pedig m odern gőzgépeinkben egy lóerő évenkint 4 t szén felhasználá* sát jelenti, egy km 2*re eső napenergia teljes kihaszná* lás esetén egy m illió t, 10%*os hatásfok esetén pedig 100 ezer t szénm eg takarítást jelentene egy esztendő alatt. A m ostanában évi 1500 millió t*ra becsült szénfo* gyasztásnak m egtak arítására teh át teljes kihasználás esetén 1500 km ‘, 10%*os kihasználás esetén pedig 15 ezer km 2 n ap sü tö tte földterületre eső napenergia volna szükséges. A z utóbbi terü let kisebb, m int Csonka* M agyarország terü letének (92.607 km 2) hatodrésze. H a te h á t sikerülne pl. a 15 ezer km 2*nél közel 600*szor nagyobb területű, a 20. északi szélességi fok táján fekvő Szahara*sivatagra sugárzott nap m elegét felhasz* n álható energiára, legcélszerűbben elektrom osságra át* alakítani, akkor nem csak a jövőnek sö té t gondját, ezt a valóban „atra cura“*t űzné el egy csapásra a nap* sugár, hanem oly fejlődésnek lehetőségét is m egadná, am elyet a legm erészebb álom sem volna képes kiszí* nezni. Természetes, hogy kiváló kutatók már jó ideje felis*
57
merték a napenergia közvetlen felhasználásának jelen* tőségét. Igen érdekes pl. Amerika egyik legkiválóbb mérnökének, a nemrég elhunyt német származású STEiNMETZ*nek, aki korábban EmsoN*nak első munka* társa volt, a napenergia készletére és technikai értéke* kesítésére vonatkozó vélem énye:1 „Mihelyt a szénhiánv érezhetővé válik, lehetetlen lesz az Unió összes ener* giaszükségletét vízerőművekből födözni. Kimeríthetet* len energiaforrás azonban a nap kisugárzott melege. Ha fiszak*Amerikának csupán mezőgazdasági célokra alkalmatlan területén hasznosítanók a nap melegét és a kihasználás hatásfokát csak 10%*ra, tehát rendkívül kedvezőtlenre vennők fel, még ebben az esetben is 16 millió lóerőteljesítm ényt lehetne elérni, azaz lénye* gesen többet, mint amennyi energia a szénből és víz* bői nyerhető. A napsugárzásban kell tehát a jövő lég* nagyobb energiaforrását keresni*4. U gyanezzel a tárggyal foglalkozik a berlini ism ert kém ikus*tanár, B inz, a ném et kém ikusok egyesületében ta rto tt előadásában:2 „M ár kom olyan foglalkoznak a be* láth ató időben kim erülő szén pótlásának kérdésével. A vízierőn és szélerőn kívül a dagályt és apályt, a föld belsejének m elegét és a nap energiáját kell az emberi* ség szolgálatába állítani. A leghatalm asabb technikai problém a, am elyet a fehér fajnak meg kell oldani, a trópusi m elegnek a m érsékelt égövre szállítása. A rra lehet gondolni, hogy pl. a N ilus m ellett naperőm űveket létesítenek és az ezekkel előállított energiát E urópába hozzák. H a ez az óriási technikai problém a nem sike* rül, végeredm ényében a jövőben a színes faj fogja meg* állapítani a világtörténelem m en etét44. A napsugarak hevének technikai értékesítésére irá* nvuló tö rek v és nem mai keletű. Az ókori Egyiptom ban 1 A.
M ar c u se:
7 M a r c u s e : i.
W issen und F ortschritt, 1927 april, 48. 1. m.
58
a tem plom kapuk au tom atikus nyitására a papok víz* oszlopot használtak, am ely a napsütéstől kiterjedve, a kaput m ozgásba hozta. A kkoriban ez nagy csoda volt a nép előtt, technikai cselfogás a b eav ato ttak részéről. U gyanez a csoda egyébként m egvolt a görög temp* lom oknál is. Itt a m isztikus berendezés alexandriai HÉRON*tól szárm azik, aki k r. e. 100 esztendővel, hatal* m ás m űvében, a pneum aticon;bán m ár a nap heve ál* tál h a jto tt vízem előgépet is leír. H éron, a m echanikának hírneves m űvelője, kiváló m atem atikus volt, aki b átran beléphetett volna P latón házába, am elyen ez a jelm ondat volt felírva: „Mr|Ö€Íq aY€Uj|aéTpr|Toq eicn iu j |uou th v aié Y r|v “ . (Geo* m etriában járatlan nem léphet födelem alá.) A technikának ú ttö rő je, az ókornak ezerm estere em* lített m űvében 78 különféle berendezést és készüléket ism ertetett. E lőtte m ár E uklides és A rchimedes , az ókor Enisox*ja is felem líti a nap m elegének hajtóerő* kihasználásra való lehetőségét.1 K orunkban többen foglalkoztak a napenergia kihasz* nálásának problém ájával. A feladat a gőzgép ismereté* ben egyszerűnek látszik. N em kell egyebet tenni, m int a kazánt napsugarakkal fűteni, s az így n y ert gőzzel a gőzgépet hajtani. C sakhogy a gondolattól a tettig rögös az út. Az első kísérlet MoucnoT*tól szárm azik, aki III. Na* poleon császár ösztönzésére foglalkozott ezzel a pro* blém ával. M ouchot az első e célra kon stru ált gépjét 1860*ban Algier*ban állíto tta fel. Fő alkotórésze a nap sugarainak a kazánra való akkum ulálása céljából belül* ről beezüstözött nagy tölcsér volt. Talán legszívósabban J ohn E ricson (1803— 1889) svéd szárm azású am erikai m érnök, aki ja v íto tt h ajócsavarja és páncélhajója által vált ism ertté, foglalkozott a pro* 1 Svante
A r r h e n i u s i. m .
59
blémával. T izenöt esztendei kísérletezés után 1868*ban állította fel az első naperőm űvet, am elyet napm ótor*
1 . k é p . E R ic s o N s fé le
napm ótor LossAngeles mellett.
nak nevezett el. A napsugarak felfogására hom orú tűk? rőt használt, am elyet vasállványon forgathatólag he? lyezett el, hogy a nap állását követni lehessen vele. 1883?ig tíz ilyen m o tort állított fel. A napm ótorok elő?
60
állítási költsége azonban olyan nagy volt, hogy a szén* nel fű tö tt gőzgépek a tüzelőanyag drága volta ellenére is olcsóbban dolgoztak. M indazonáltal egyik 1902*ben DéNKaliforniában, Los Angeles m elletti strucfarm ban felállított EiucsoN*féíe napm ótor máig üzem ben van. Ö ntözésre használják. Az 1. és 2. kép tünteti fel ennek a napm ótornak tüks
2. kép. ERicsoNsféle napm ótor Los^Angeles mellett.
rét élőiről nézve. A tengelyben van elhelyezve a cső? alakú kazán. Kaliforniában és Peruban szám os hasonló napm ótor van üzemben. Az ERicsoN^napmótornak azt a hátrányát, hogy az alkalmazott nagy tükörnek nemcsak a beszerzése, ha* nem jókarbantartása is rendkívül költséges volt, a németamerikai Shuman azáltal küszöbölte ki, hogy a nagy tükör helyett parabolikus, sok kis tükörlemezből összeállított tükröt alkalmazott. A SmjMANsféle nap*
61
3. kép. Shumansféle naperőmű
1911-ben T aeony-ban, P hila delphia m ellett állíto ttak fel ilyen rendszerű naperőm űvet. (3. kép: a jobb oldalon láth ató a g ő zh ajto tta gép.) Az itt szerzett tap asztalato k szerint a nap m ó to r te lje sít m ényét kedvezőtlenül befolyá solja a nedvesség, a köd, a füst stb. A napm ótorok eszerint sikerrel csak száraz klím ájú területen alkalm azhatók, ahol a külső tem p eratú ra 45—60 C°-ra felmegy. A napm ótorok alkalm azá sára legalkalm asabb területek ennélfogva, ha a lakott te rü leteket vesszük te k in te tb e : Egyiptom , C hilének salétrom területe, A rizona, N ew ada, Dél-K alifornia stb. E tap asztalato k birtokában a S human által 300 ezer font tőkével alap íto tt Sun Power Co. Ltd. kísérleti célokra E gyiptom ot v álaszto tta ki, m int am ely országnak n ap sugárzási viszonyai rendkívül kedvezőek, s em ellett az o tt n y aran k in t fellépő vízhiányra tek in tettel azt is m egm utatni akarták, hogy a napm ótorok segítségével forrón sü tö tt te-
Taconysban.
m otor ezáltal jóval gazdasá gosabban m űködött, m int az EiucsoN-rendszerű.
62
rületek mély kutakból, esetleg folyókból hathatósan öntözhetők. Szénnel táplált gépet erre a célra itt nem leh etett kom binációba venni, m ert a tüzelőanyag a hosszú szállítás következtében rendkívül drága. Az egyiptom i telepet 1912?ben helyezték üzem be Meadi? bán, 15 km?re déli irányban K airótól, közvetlen a N ilus m ellett. A napsugarak felfogására öt horizontális ten? gelyű parabolikus tü k rö t állítottak fel és az ily m ódon term elt gőzzel 50 lóerejű gőzgépet képesek m űködésben tartani. A meadi?i naperőm ű naponkint 10 óra hosszat üzem? képes és m integy 200 h. a. gyapotterm ő terü le te t feláll lítás ó ta zavartalanul öntöz. A 4. képen látható a meadi?i n apm ótornál a tükör állása reggel és az 5. képen délben. A meadi?i napm ótorok általános elrendezése a 6. képen van feltüntetve. Az ezzel a n apm ótorral elért eredm ények alapján a bajor földm ívelésügyi m inisztérirum tervbe vette a nap? energia közvetlen kihasználását tanulm ányozó vizsgáló? intézet felállítását. Ennek előkészítésére írta meg Kausch O szk ár 1920?ban a napenergia közvetlen ki? használásáról szóló (Das unmittelbare A u snü tzu ng dér Sonnenenergie) m űvét, m ely nagyobbára szabadalm i le? írások alapján ism erteti az eddig erre a célra létesített szerkezeteket. A b ajor intézetet m indezideig nem állí? to tták fel, nyilván azért, m ert B ajorország, am elynek átlagos évi tem p eratú rája elég alacsony, napm ótorok felállítására nem éppen alkalm as terület. Az eddig alkalm azott napm ótoroknak alapgondolata, hogy a napsugarakat tükörrel fogják fel és v íztartó ra koncentrálják, am elyben a hő a vizet gőzzé alakítja át. Az ily m ódon term elt gőzzel gőzgépeket tartan ak üzemben. Ezeknek a napm ótoroknak a hatásfoka azon? bán igen csekély. így pl. a meadi?i telepen az alkalma? zo tt tükörfelületek alapján csak 20%?os, teh át elég ked? vezőtlen hatásfokkal is számolva, 300 effektív lóerőt
. kép. A meadisi napmótorok
állása
kora reggel.
63
64
. kép. A meadúi napmótorok
állása délben.
65
kellett volna elérni. V alójában, am int em lítettük, a telep csak 50 lóerőt szolgáltat, ami m integy 3%?os ha? tásfoknak felel meg. N em lehet arra az álláspontra helyezkedni, hogy mi* vei a napenergia sem m ibe se kerül, m ellékes a hatás? fok. N yilvánvaló ugyanis, hogy az ilyen rossz hatás?
6. kép. A meadisá napm ótorok általános elrendezése.
fokkal dolgozó telepek viszonylagosan nagy kiterjedé? sűek és drágák.1 Érdeklődéssel fogadják teh át a lég* újabb n ap m ótornak tervét, am ely az eddigieknél jóval nagyobb hatásfok elérését igéri. Ez a terv M a r c u s e berlini neves fizikus és asztronó? mus egyetem i tan ártó l ered. Lényege tulajdonképen az ú. n. „fekete te s t“. A fizikában „feke te te s t“ alatt olyan te stet értünk, am ely a reá eső sugarakat abszorbeálja. A kőszén, a korom fizikai értelem ben ilyen „feke te 1 F ürst:
Das Weltreich dér Technik. IV. köt., 103. 1.
Zelovich Kornél: A jövő energiaforrásai.
5
66
test**. A fizikus azonban a m ost em lített „fekete test** m ellett m egkülönböztet még olyant is, am ely „abszolút fe k e te **;nek m inősíthető. H a üres golyó belső felületét pl. korom m al feketére bem ázoljuk, s ra jta a sugarak b eb ocsájtására egy kis lyukat hagyunk, akkor egy úgy? n evezett abszolút fe k e te t e s t e t állítottunk elő. A zok a sugarak ugyanis, am elyek a kis lyukon keresztül a golyó belsejébe ju tn ak, többé nem találnak ki belőle, foglyok lesznek, teljesen elnyeletnek. A golyó belső fekete falának valam ely p o n tjára ju tó sugár ugyanis visszaverődik, s a belső felület m ás pont? já ra vetődik, ahol ism ét visszaverődik, és ilyen m ódon szakadatlanul reflektálódik. E folyam at alatt m inden egyes vetődési pon to n elnyeletik belőle egy rész, úgy? hogy végeredm ényében teljesen elnyelődik. M arcuse n ap m ó to rjáb an a napsugarakat biconvex üvegből készült, s alkalm asan m egtöltött üreges lencsék segítségével k o ncentrálva egy belülről b efek etített golyóra tereli. A golyó falán pár m illim éter átm érőjű kis nyílás van. A lencse g y ú jtó p o n tja ebbe a nyílásba esik. A sugarak ezen a nyíláson át a golyó szem ben levő belső íalára ju tnak, s a golyóból az előbb említet? tck értelm ében nem tudnak kijutni, teh át teljes égé? szűkben kihasználhatók gőzterm elésre (7. kép).1 Az eddigi napm ótorokhoz viszonyítva a tervező leg? alább három szor, de valószínűen ötször nagyobb hatás? fokot remél, s azt hiszi, hogy az ilyen napm ótorok a m érsékelt égövön is sikerrel lesznek alkalm azhatók. M indenesetre kívánatos, hogy kísérletek ú tján állapít? sák meg: v ájjo n az igért előnyök bekövetkeznek?e. Am i m ár m ost a csekély hatásfokkal dolgozó nap? m otorok jövedelm ezőségét illeti, m egállapítható, hogy a világháború elő tt m indazokon a vidékeken verse? nyezni tu d tak a gőzgépekkel, ahol a szén ára tonnán? 1 A . N euburger
L m . 1 6 0 . 1.
67
kin t tö b b volt 16 angol sh?nél. A hol a szén olcsóbb volt, az ezzel fű tö tt gőzgépnek volt elsőbbsége. Ism eretes az is, hogy a világháború előtt a tropikus és szubtrópikus vidékeken m ajdnem m indenütt drá* gább volt a szén 20 sh/t*nál. N apsütéses országokban, m int Egyiptom ban, Palesztinában, Peruban, C hilében;
7. k ép .
A
M A R C U S E sféle n a p m ó t o r .
A frika és Dél*Amerika belsejében 60—70 sh/t volt és ma sem .olcsóbb. Látni tehát, hogy m ár az eddigi kezdetleges napmó* torok is öntözési célokra és elektrom os energia előállí tására nagykiterjedésű, erre alkalm as területeken több? kevesebb sikerrel alkalm azhatók. A 8. képen feltüntet te tt világtérképen a feketére fe ste tt területeken lehet szám ítani a nap m ó torok nappali szakadatlan üzem ére. A jövő energiaforrása szem pontjából azonban nem ez a kérdés lényege, hanem az, hogy m iképen lehetne az erős napsugárzásnak k ite tt tropikus és szubtrópikus 5*
68
vidékeken felállítandó napm ótorok akkum ulálta ener* giát a m érsékelt égövre szállítani, ahol a klím a a lég? intenzívebb szellemi és fizikai erő k ifejtést teszi lehe> tővé. Ez a problém a még ma m egoldhatatlannak lát? szik. N em hiányoztak ugyan e tekintetben sem ötletek M aga S h um an is foglalkozott ezzel a problém ával, s akkum ulátor g yanánt a folyékony levegőt kívánja fel* használni. E lgondolása szerint a napm ótorok által tér?
m elt energiával cseppfolyós levegőt nyernének, s azt tetszőleges helyen és időben expanziós m otorok hajtá* sára használnák fel. Ilyen m ódon végeredm ényében a napenergiával szakadatlan üzem et lehetne fenntartani. SmiMANsnak ez a gondolata azonban még mindez? ideig te tté nem vált. Az elektrotechnika, s főképen a drótnélküli táviró fejlesztése terén kiváló nevet szerzett R e g in ald Aubry F essenden mérnök is foglalkozott ezzel a problémával. Kifejti, hogy az eddigi napmótoroknak két nagy hibája van: az egyik, hogy nem csupán a hősugarakat veszik fel, ami által már bizonyos veszteségek állanak elő, a másik, hogy a víz felforralása nagymennyiségű hőt ku
69
ván. E két hibát oly m ódon gondolja kiküszöbölni, hogy egyrészről csak a hősugarakat koncentrálja, másrész? ről olyan folyadékot használ fel üzemi erő gyanánt, am elynek alacsonyabb fo rrásp o n tja van, m int a víznek. Így elsősorban az alkoholt és a benzint. Szerinte csakis a tropikus és szubtrópikus vidékeken, ahol bőségesen áll rendelkezésre napenergia, dolgozha? tik a m o to r vízzel. E szem pontok figyelem bevételével F essenden egy m odellt készített, am ellyel állítólag jó ered m én y ek et értek el. Ezen az alapon Észak?Ameri? kában nagyobb telepet óhajtan ak létesíteni. Svante A rrhenius is behatóan foglalkozott a napmó? to ro k kérdésével. A stockholm i kir. akadém iához ki? m erítő jelen tést n y ú jto tt be arról a kérdésről, m iképen volna lehetséges a szenet napm ótorokkal pótolni. A ckermann m érnöknek a meadi?i telepre vonatkozó szám ításaiból kiindulva, arra az eredm ényre jut, hogy az északi vidékeken a napm ótor csak akkor szolgálhat a szén pótlására, ha a szén ára to n n án k o n t 50 svéd K?ra em elkedik. Kiem eli Svante A rrhenius, hogy közvetve az északi vidékeknek is hasznuk van abból, ha a déli vidékeken n ap m ó to rokat állítanak fel, m ert ezek hiá? nyában a szükséges energiát itt is szénből nyernék, s így a szénkim erülés ham arabb következnék be, illetőleg a szén roham osabb fogyásával kapcsolatban az északi vidékeken is ham arabb em elkednék a szén ára. Svante A rrhenius em lített jelentése beható szám ításaival a n apenergia kihasználása tek in tetéb en a legújabb idők ben egyike a legérdekesebb tanulányoknak.1 K étségtelen, hogy az eddigi kipróbált napm ótorokkal még k orántsincs m egoldva a nap energiájának tetsző? leges helyen való kihasználása, s em ellett, am int emlí? tettü k , ezek a n apm ótorok igen kis hatásfokkal dolgoz? nak. 1 A . N e u b u r g e r i. m .
70
Ilyen körülm ények kö zö tt fölm erül a kérdés: nem lehetnem a nap hevének kihasználására észszerűbb m ódszert alkalm azni. H iszen m egm utatják a helyes u ta t a növények, am elyeknek levelei tulajdonképen szintén napm ótorok. E zt kívánja követni az ism ert olasz kém ikus, G ia? como Ciamiccian, am ikor a napsugarakat fotokém iai úton kívánja érték esíten i.1 Szám ításai értelm ében a föld 73 millió km 2 tulajdonképeni kultúra?területén — Liebig felvétele alapján h ek táro n k in t átlagban 2*5 t?val szám ítva — év en k in t 18 m illiárd tonna organikus szá? ráz növényanyagot produkál. Ennek tüzelőértéke 10 m illiárd t szénnek felel meg, ami a világ mai évi szénfogyasztásának több m int hatszorosa.2 K étségtelen, hogy a föld növényterm elését okszerű talajm űveléssel lényegesen fokozni lehet. V elejében teh át annak a FAUST?kívánságnak teljesítéséről van szó, am elyet ő így fejezett ki M ephistophel Estnek: „M utass — ---------------- — — --------. . . napról napra ú ju lt zöldű fákat
M ephistophei.es nem találta ezt a feladatot lehetet? lennek: „M ind nem riaszt e feladat K incstáram tcged kiszolgálhat.*
Évszázados intenzív mezőgazdasági kultúra birtoka? bán Ciam iccian sem tartja lehetetlennek a feladat meg? oldását. Hivatkozik A. MAYER?re,4 akinek vélem énye 1 Die Photochem ie dér Z ukunft. S tuttgart, 1913. nagyobb értékeket nyer, m ert 128 millió km 2 szárazföldi területtel szám ít, te h át a kietlen te rü letek et is term őképeseknek veszi. 3 Faust. I. R. K o z m a A n d o r fordítása. 2 C ia m ic c i a n
4 C i a m i c c i a n i. m .
1 7 . 1.
71
szerint a m érsékelt égövön intenzív kultúra által a tér? m elést a L iebig által m egadottnak négyszeresére (10 t/H a), a tropikus vidékeken pedig nagyobb nehéz? ség nélkül még nagyobb m értékben (15 t/H a?ra) lehet fokozni. A mező? és erdőgazdaság ilyenm ódon tekin? télyes napenergiát halm ozna föl és tenne hasznossá szám unkra. Ezen az úton a napenergiának jobb kihasz? nálását érnők el, m int az ism ertetett napm ótorokkal. C iamiccian azonban még tovább megy. A növények asszim ilációs folyam atát m esterségesen ak arja utá* nozni és technikailag értékesíteni. „A hol a vegetáció buján tenyésző, a fotokém iai mun? k át rábízzuk a növényekre, — m ondja C iamiccian,1 — és racionális kultúra által a napenergiát ilyenm ódon használjuk ki ipari célokra. A sivatagvidékeken ellen? ben, ahol m ezőgazdasági kultúra nincs, a tiszta foto? kém ia fog elsősorban a napenergia gyakorlati értékesít tésére szolgálni/* „A kietlen terü leteken ipari települések lesznek füst és kém ények nélkül. U vegházakban és csövekben mén? nek m ajd o tt végbe azok a fotokém iai folyam atok, am elyek eddig csak a növényeknek voltak sajátjai, s am elyeket az em beriség sa já t hasznára értékesíteni fog. H a azután a m essze jövőben egyszer a szénkész? letek kim erülnek, a kultúrának azért nem lesz vége, m ert az élet és a ku ltúra m indaddig nem alkonyodik le, amíg a nap fénylik.** Phantasia delectat. Ha CiAMicciAN?nak ez a technikai álma megvalósítható volna is, a felettébb jelentős kér? dést még mindig csak részben oldaná meg. Ismét ott maradna megoldatlanul a nagy probléma: a tropikus vagy szubtrópikus vidékeken ily módon felhalmozott energiát a mérsékelt égöv ipari központjaiba szállítani. 1 i, m. 29. 1,
72
N yilvánvaló, hogy az óriási m ennyiségben rem élt organikus száraz növényanyagnak felettébb drága szál? lítása helyett, itt is elektrom os áram átvitelére gondo? lünk. H a azonban a végcél a napsugaraknak, a fénynek elektrom ossággá való átalakítása, önként is felvetődik a kérdés: nem lehetnem a fényt közvetlenül, teh át ke? rülő út elhagyásával, elektrom ossággá átalakítani. H iszen m ind a fény, m ind az elektrom osság tulajdon? képen rezgési jelenség, am elyek a hullám hosszban kü? lönböznek egym ástól. Ilyen irányú k ísérletekre újabban m egint a fotokém ia ad o tt im pulzust. Így C hristian W inter az ibolyántúli sugarakat ó h ajtja a nap energiájának elektrom os ener? giává való átalak ítására felhasználni. * A leghatalm asabb term észeti erőnek, a nap kisugár? zo tt m elegének a világ energiaszükséglete kielégítésére való felhasználása prom etheusi feladat, s bizonyára lég? jelentősebb tudom ányos technikai feladata a jövőnek. „H a m ajd egyszer a szövőszék vetélője önm agától fog ide?oda mozogni, lehet esetleg a rabszolgákat néh külözni“ — m o n d o tta A ristoteles , hogy a rabszolga? ság létjogosultságát m egokolhassa. A zt nem hitte, s az em beriség m ind máig hiába is v árak o zo tt reá, hogy ez az idő bekövetkezzék. D e ez az álom látás teljesülne, ha sikerülne igen nagy teljesítő? képességű, táv o lrah ató naperőm űveket létesíteni. Ak? k o r összes gépeinket az elektrom ossággá á tala k íto tt napsugarak h ajtan ák , em beri kéz közrem űködése nél? kül.1 1 H ans
GOnther:
dér Technik.
Die Sonnenkraftw erk bei Meadi. T atén
r 73
2. A vulkán mint gőzgép. A napenergia kihasználására vonatkozó kísérletek m ellett figyelem rem éltók azok is, am elyek a vulkánikus tevékenységet, ahol ilyen rendelkezésre áll, kívánják az em beriség szolgálatába állítani. Ennek a tevékeny# ségnek kihasználása tulajdonképen m ár kilépett a ki* sérletezés stádium ából. H iszen nagy teljesítőképességű elektrom os cen trálét táplálnak vulkánikus erővel. T erm észetesen ilyen m ódon táplált nagyobb ipari telepet csak o tt leh etett felépíteni, ahol állandóan áll rendelkezésre vulkánikus eredetű energia. Ilyen terü let van Itáliában, T oscanában, L eonardo da Vinci szülő* helyéhez közel, a C ecina és C ornia folyók völgyében. A világháború alatt 1916*ban északi T oscanában, Larderello községben, V o lterra városkához közel, csendben, nagy, 10.000 H P feletti teljesítm ényű erő* m űvet létesítettek , am elyet vulkanikus eredetű erők tarta n ak üzem ben.1 (9. ábra.) A puszta völgyben min* d en ü tt hatalm as fehér gőzoszlopok szállnak fel fülsike* títő zajjal, úgyhogy az o tt járó idegen katasztró fa ki* tö résétő l tart. Larderello valóban úgy tűnik fel, m int egy kép D ante poklából. A C ecina és C ornia folyók völgyének geológiai sajá* tossága, hogy a föld belsejében m űködő hatalm as vul* kánikus erők csőalakú kanálisokat v ájtak ki, am elyeket o tt „soffioni“*nak neveznek. A „soffioni“*ból kiáram ló nagyfeszültségű gőz o ld o tt alakban bórsavat tartalm az, am it 1777*ben H oefer kém ikus, a toskánai udvar gyógy* szerésze, fedezett fel. A kém iai iparban nem jelenték* telen toskánai bóraxot ebből állították elő m ár a m últ század elején, 1811*től kezdve. A m íg azonban eleinte ennek a term észetes gőznek kémiai alkotórészeit használták ki, újabban az emlí* 1 G ünther
i. m. és Wissen und Fortschritt, 1927 Mai.
74
. kép. A larderellói vulkanikus
erőműtelep.
75
te tt nagy telepen a „soffioni" hőenergiáját elektrom os energiává v álto ztatják át. A z itt term elt elektrom os áram ot, am int a 10. ábrán fe ltü n te te tt térképből ki* tűnik, elvezették V o lterráb a, Sienába, C ecinába, Lu
10. kép. A larderellói vulkán erőtelep és környéke.
vornóba és Firenzébe. Firenze közúti v asu tait pl. a larderellói áram ta rtja üzem ben. H ogy a szükséges gőzm ennyiséget m egkapják, fúrá* sokat kellett végezni. A z eredm ény igen jó volt, ami term észetes is, hiszen azon a vidéken közm ondás, hogy akinek gőzre van szüksége, csak a sétapálcáját kell a földbe szúrnia. Ü jab ban C astelnuovóban is értékesítik a fúrások ú tján k ap o tt gőzt. A larderellói geoterm ikus telep sikerült próba vul*
kánikus eredetű hőenergiák hasznosítására. — Legutóbb H avaiisszigeten a Kilaueasvulkán területén végeztek si* k eres kísérleteket, hogy fúrások ú tján jussanak term és szetes gőzforrásokhoz s így a vulkáni tevékenységet energianyerésre használják ki. K aliforniában, C hilében, Bolíviában, A laskában, Ü jsZ eelandban, Japánban szin* tén kihasználták m ár a vulkánikus erőket ipari célokra. Ilyen m ódon a földön nem csak fekete és fehér sze* n et használnak fel energianyerés céljaira, hanem egyes helyeken a vörös szén is az em beriség rendelkezésére áll. A ngliában, m ár azért is, m ert tudják, hogy szenük igen ham ar elfogy, a larderellói k ísérletet a legnagyobb figyelemmel kísérték. N em kisebb em bert, m int Sir C harles P arsonssí, a gőzturbina hírneves feltalálóját ö sztönözték a larderellói eredm ények arra, hogy 1919? ben a nyilvánosság elé lépjen fantasztikusnak mond* h ató tervével, m ely a föld belső m elegét ó h ajtja ener? giaforrásnak kihasználni. Ezzel az eszmével P arsons m ár korábban, 1904sben is foglalkozott. Szerinte lehetséges a föld belsejének úgyszólván k im eríthetetlen m elegforrását m egcsapolni. A földgolyó szilárd kérgét átlagban 50 k m vastagnak gondolják. Jelképesen úgy m ondhatjuk, hogy település seink ezen páncélfedő által védve, óriási kályha fölött vannak. Ennek a kályhának hőenergiáját átlagos 5000 C°skal szám ítva, egy quintillió kg.m*rc becsülik.1 M indenesetre érdekes kérdés: m iképen lehetne e kályha m elegének legalább egy részét használhatóvá ten n i? P arsons szerint elsősorban azok a helyek jön* nének tekin tetb e, ahol a geológiai vizsgálatok megállás pítanák, hogy a föld m elege különösen közel nyerhető. Ilyen helyeken m inden rendelkezésre álló technikai eszközzel ak n ák at kellene fúrni. A h a tá rt a tempera* 1 G ü n t h e r i. m . 4 2 . 1.
77
tú ra és a kőzetnyom ás adná meg. Ügy hiszi, hogy 200—250 C° tem p eratú rás zóna m egnyitása elegendő volna, hogy kézzelfogható ered m én y t érjünk el. Ez 6 egész 8 k m m élységnek felelne meg. M a a földön a legm élyebb fúrás 2314 m, Fairm ontnál, az Egyesült* Á llam okban. Ebben a fúrólyukban 78 C° a tempera* túra. P arson s terv ére az 1924. évi londoni világerőkonfe* rencián E. W. R ice jr., a G eneral Electric C om pany felügyelőbizottságának tiszteletbeli elnöke hívta fel a figyelmet s azt javasolta, hogy a világ vezető nem zetei egyesüljenek egy kísérleti akna fúrására. „C satlakozom P arsons fejtegetéséhez — m o n d o tta —, am ely szerint egy ilyen kísérletnek költsége jelentéktelen azoknak az ism ereteknek értékéhez képest, am elyet a föld eddig nem ism ert belsejének feltárása által nyerhetünk. Ez a költség jóval kevesebb volna, m int am ekkorába ma egy h ad ih ajó kerül. H a a népeknek és képviselőik* nek volna hitük és tudom ányos éleslátással rendelkez* nének, ez az eszme m ár régen valóra vált volna. N agy idea ez, érdem es bárm ely nem zet lelkes tám ogatására s leghelyesebben m int internacionális tudom ányos vál* lalkozás volna m egvalósítandó/*1 P arson s terve azonban nem csupán az em lített mély aknák létesítésére vonatkozik. Ez a feladat végtére, ha a szükséges költség rendelkezésre áll, nem mondható, hogy technikailag lehetetlenség. Javaslata szerint ezek* nek a mély aknáknak a végén nagy üregeket, mint tér* m észetes gőzkazánokat, kellene létesíteni, amelyekbe felülről cső segítségével állandóan vizet vezetnének, egy másik cső pedig a felforralt vízből keletkező gőzt hozná a felszínre. PARSONS*nak célja tehát nagytömegű gőzelőállítás. Más szóval, amit Larderellóban a termé* 1 J. E a r l e M i l l e r : 20.000 M eter tief ins Innerc dér Erdc. W issen und F ortschritt. 1928 Febr.
szét ad ott, az ism ertetett m ódon utánozná a föld szá* mos helyén. Egy ilyen telep költségét 25 millió dollárra becsüli. H a egy ilyen aknából állandóan egy millió lóerő energiát ak arnánk nyerni »— ilyen teljesítm ényre szűk* ség van, ha valóban a szénenergiát akarjuk vele pó* tolni —, akkor ó ránkint 6000 m 3 vizet kellene elgőzö* lögtetni, teh át m ásodpercenkint 1400 litert. Ilyen tel* jesítm ény, o tt len t a föld m élyében, hatalm as m éretű üreget, ú. n. k azán t igényelne. A zt is figyelembe kell venni, hogy még Larderello m aga is gyenge példa arra, hogy m it képes a föld me? lege az elgőzölögtetés terén produkálni, ha elegendő nagy területen beöm lő vízzel érintkezik. De ism erünk egészen m ás hatalm as példát, a Kraka? tuának explózióját, am ikor a tenger a vulkán tüzes szu vébe öm lött és az eredm ény a sziget felének porrá zúzása s a vulkánnal együtt a levegőbe repülése volt. V ájjo n nem következnék?e be hasonló k atasztrófa, ha P arsons terv e valóra v áln a?1
3. A levegő elektromosságának kihasználása. Foglalkoznak a levegő elektrom ossága hasznosításán nak kérdésével is. A levegő elektrom osságának koráb* bán hom ályos k érd ését az ión^elmélet fejlődése világi* to tta meg. ö tv e n esztendővel ezelőtt vajm i keveset tud tunk a légelektrom osság eredetéről. M a is em legetik, hogy am ikor a neves kutató, D ove egyetem i tanár, egyik valóban keveset tudó hallgatóját vizsgáztatta a fizikád ból, m iután m ár több kérdésre nem tu d o tt felelni, végre tréfásan azt k érdezte tőle: „N a, talán meg tudná ön m agyarázni az északi fényt.*4 A delikvens ezt fe* 1 H ans G ünther i. m.
79
lelte: „Kérem , ezt igazán tudtam , sajnos, elfelejtettem /* „Szerencsétlen — rivallt rá D ove —, ön volna az első, aki az északi fényt m egm agyarázhatná és elfelejtette/*1 M a m ár tudjuk, hogy a sarki fény a légelektromos? ság krónikus, a zivatar pedig akut kisülése. A zt is tudjuk, hogy a levegő különböző m agasságokban kü? lönböző feszültségű, am elyet m ind a föld felszínének negatív töltése (rád ióaktiv anyagok h atása alatt), m ind a levegőnek? pozitív töltése (az ultraibolya?sugarak ha? tása alatt) idéz elő. L inké m érései szerint a feszültség: 1500 m m agasságban 120.000 V 4000 „ „ 165.000 „ 8000 „ „ 190.000 „
10.000
„
„
200.000
„
^
A feszültségnövekedés egy m m agasságkülönbségre R uppel sze rin t nő: .................................... 100— 150 K?tal, a föld közelében 1500 m m agasságban m i n te g y ..........................25 „ 4000 „ „ ..................................... 10 „ 8000 „„ ..................................................... 2 „ teh át növekedő m agasság esetén m indig kisebb érték? kel.2 A levegő elektrom osságának, m int term észeti erő? nek, technikai értékesítése tek in tetéb en azonban mind? ezideig sem m it sem értü n k el. Időszakonkint fel?fel? m erülnek fantasztikus tervek. Így legutóbb P aulson ham burgi m érnök publikálta tervét, am elynek érteimé? ben éles csúcsokkal ellátott, hidrogénnal meg hélium? 1 M a r cu se:
Die N atu rk ráfte und ihre technische Verwer*
tung. 2 JÜPTNER i. m .
mai m eg töltött fém göm bök segítségével akarja össze* gyűjteni a levegő elektrom osságát és a földre levezetni. Az eddig közölt tervek a realitás legkisebb mértéké* vei sem rendelkeznek, de nem is rendelkezhetnek és még technikai álm oknak is m erészek. A sikertelenség főoka abban találja m agyarázatát, hogy itt igen nagy feszültségekről, de aránylag kicsiny áram erősségekről van szó. Igv m egállapítható, hogy az atm oszférából a föld felé ta rtó norm ális elektrom os áram nak elenyésző ki* csiny erőssége van. Egy millió k m 2 terü letre R u p p e l becslése szerint csak m integy 2 A m pére adódott ki, ami technikai érték esítésre figyelembe se vehető. Való, hogy viharok esetén sokkal nagyobb a feszült? ség és sokkal nagyobb az áram erősség. De itt is túl* becsülik a szóbajöhető energiam ennyiséget. Elfelejtik, hogy naponkint nincs zivatar és ha nálunk évenkint átlagban 30 zivataros napra lehet szám ítani, erre drága akkum ulátorm űvet építeni nem lenne gazdaságos. H a sikerülne transzform álással a nagyfeszültségű és kisintenzitású áram o t kisebb feszültségűre és nagyobb intenzitásúra átalakítani, lehetne m ajd gondolni a lég? elektrom osság sikeres technikai értékesítésére.
4. A tenger árapályának energiája* A jövőnek igen jelentős energiaforrása lesz a tenger árapályának kihasználása. A m últ század közepén, 1849—50*ben, ép ítette Sti-:* phenson R óbert, G yörgynek, a lokom otív apjának lángeszű fia, a walesi tarto m án y és az Anglcsy*sziget közötti M enai tengerszoroson átvezető fél kilom éter hosszú B ritannia vasúti vascsőhidat (T ubular Bridge). (11. kép.) A hídnak v asszerkezetét a M enai tengerszoros ma* gas p artjá n állíto tták össze. Az egész világ feszülten
81
v árta — hiszen annak az időszaknak legnagyobb sza? bású technikai teljesítm énye előtt álltak —, hogy mi? képen fogják ezt a húszezer m ázsa súlyú óriási vas? szerk ezetet a pillérekre elhelyezni. A m ikor a híd építő vállalkozója m egkérdezte SrEPHENSON?tól, hogyan fogja ezt az óriási te rh e t fölem elni és a pillérekig szállítani, a nagy m érnök rejtélyesen m osolyogva felelte: „Ügy
11. kép. A Britannia?híd.
hiszem, a H oldat fogom erre a célra napszám osnak s z e rz ő d te tn i/4 Stephenson a M enai tengerszoros jelentékeny árapá? lyát használta fel erre a célra. A p arto n összeszegecselt h atalm as szerk ezetet apály alkalm ával pontonokra he? lyezték el, a dagály beálltával fölem elt helyzetben a pillérek közé szállították s azután az apály újbóli be? álltával végleges helyzetébe leeresztették. A m unkálatok po n tos v ég reh ajtása valóban m esterm ű volt és STEPHENSox?nak ebben a p áratlan m unkálatban tényleg a Hold volt napszám osa. A term észetnek ha? Zelovich Kornél : A jövő energiaforrásai.
6
82
talm as erejét állíto tta szolgálatába a nagytudású mér* nők s ilyen m ódon te re m te tte meg a legújabb korszak egyik világcsodáját. Ism eretes,hogy a tenger árapálya a földnek sa já t ten? gelye körüli forgásával kapcsolatban, elsősorban a hold vonzásának eredm énye s m eghatározott időközben visszatérő jelenség. A dagály és apály közti magasság? különbség m eglehetős nagy határok között változik. Az 1*0 m?nél nagyobb különbséggel bíró nevesebb helyek a III. táb lázatban vannak összeállítva.
III. Táblázat Az árapály magassága. St.íllona .............. A zóriíszigetek ... Shetland .............. A berdeen ............ W ightssziget South am pton ... Bordeaux ............ Vlissingen ............ O stende ................ Dover ....................
.. . ...
... ... ... ...
. .
2*0 „ 2*0 „ 3*7 „ 3*8 „ 4-0 „ 4-3 „ 4*6 „ 5-2 „ 5-7 „
Brighton .............. London .............. Boulogne .......... Liverpool .......... Bristol .............. N ew port .......... . . . . G rainville .......... Magalhaessút . .. . FundysBay
59 60 63 77 8*4 96 11*6 120 13*4 15*4
E táblázatból kitűnik, hogy Európában legnagyobb? szerű ez a tünem ény Franciaország nyugati, valam int Anglia délnyugati p artja in s különösen az ottani ten? geröblökben és folyó torkolatokban. Sokkal kisebbek e m agasságbeli különbségek a belső tengereken. így a K eleti?tengeren 0'5—7 cm, a Földközi? tengeren 20—90 cm, az A driai?tengcrcn 6—60 cm kö? zö tt változik. A z Északi?tengeren átlag 3 m?re lehet szám ítani. K önnyen belátható, legszem betűnőbben éppen a Bri? tannia?híd vasszerkzetének felemelése bizonyítja, hogy az árapálynál szám bajövő nagy víztöm egnek moz? gása óriási energiát képvisel. M egpróbálták ennek az
83
energiának kiszám ítását és arra a valószínű eredm ényre ju to ttak , hogy a földön a napsugárzás m ellett az árapály a legnagyobb energiaforrás. B essel és F echner , a kiváló csillagász és fizikus, hogy a dagály és apály változásakor fellépő óriási energia nagyságáról képet alkossunk, összehasonlításul a C heops piram is létesítésekor k ifjte tt tevékenységet használta fel: „Ennek a legnagyobb egyiptom i piramis* nak felépítése — am int egyébként fentebb is emlí* tettü k — „tízszer tízezer" rabszolga igénybevételé* vei húsz esztendeig ta rto tt és köbtartalm a m égis alig teszi ki egy köbm érföldnek egy m illiom od részét. M indaz, am it az em ber saját erejével, valam int az ősz* szes rendelkezésére álló eszközökkel az özönvíz óta máig m egm ozgatott, még aligha tesz ki egy köbmér? földet. Ezzel szem ben a föld árapály m ozgásában a napnak egy negyedrésze alatt ism ételve, 200 köbmér? föld víztöm eget m ozgat a földkerekség egyik negye* déről a m ásikra. Ebből az összehasonlításból teh át ki* tűnik, hogy am ennyiben sikerülne a földnek ezen lük* tető erejéből csak szerény részt is az em beri üzem ek szám ára hasznosítani, egészen m ellékes lenne, hogy hány kőszénbánya van a világon. S zédületes nagy energiam ennyiségről, 11 trillió lóerő* ről van itt szó.2 Ezzel az energiam ennyiséggel a földnek mai energia*szükségletét 40 m illiárd esztendőre lehetne födözni, vagy a m ainál százszor nagyobb energia*szük* ségletet 400 millió esztendőre. N em szabad azonban elfeledni, hogy ennek az óriási energiának igen jelentékeny része em észtődik fel min* denekelőtt a parto khoz ütődő hullám csapásokban. E m ellett az árapályban rejlő energiának technikai ki? használása igen nagy nehézségekbe ütközik. A fő ne* 1 F ürst i. m. IV. köt., 153. 1. 2 G ünther i. m. 68. 1.
6*
84
hézség abban van, hogy az árapály energiája nem csak 24 óra folyam án változik igen nagy határo k között, ha? nem a különböző évszakokban is. Ezeknek a változások* nak ném i kiegyenlítése céljából teh át a dagályvizet tárolni kell. A tö b b nyire lapályos ten g erp arto k mén? ten azonban, hogyha tekintélyes energiam ennyiséget akarunk nyerni, nyilván óriási kiterjedésű tároló me? dencére lesz szükség. Ehhez járul, hogy a m edencének igen gyorsan kell m egtelnie és kiürülnie, ami azért nehezen m egoldható feladat, m ert az elzáró gátban nyí? lásokat csak k o rláto lt szám ban s arra a helyre kon? centrálva lehet alkalm azni, ahol az erőnyerésre szűk? séges berendezéseket helyezik el. Számolni kell termé? szetesen az eliszaposodással is. Érdekes, hogy ennyi nehézség ellenére aligha van technikai feladat, am ellyel annyi h iv ato tt és hivatlan foglalkozott volna, m int a dagályerőm űvekkel. A „Revue G enerale d ’Electricité" szerint 1837?től 1917?ig, teh át 80 esztendő alatt nem kevesebb, m int 100 érteke? zés jelen t meg erről a tárgyról.1 Az árapály k ih asználására m ár elég korán te tte k ki? serietek et is. N o h a az adriai tengeren a dagály magas? sága igen kicsiny, m ár a XI. században voltak Velencé? ben ú. n. dagálymalmok. Ezek az árapályerőm űvek tulajdonképen a ten gertől töltéssel elválasztott tároló? m edencék, am elyek dagálykor m egteltek vízzel és apálykor a belőlük kitóduló víz alulcsapott vízi kereket, m alm ot, hozott m ozgásba. Ilyen szerkezetnek terv e fennm aradt a X V . század közepéről. B eck „Beitráge zűr G eschichte des Ma? schinenbaues4* című ism ert m unkájában m egjegyzi, hogy a husszita háborúk idejéből szárm azó vázlaton egészen világosan kivehető ilyen dagály?erőm űnek tervezete. Egy tó van zsilippel elzárható k ét csatorna 1 G üntker i. m. 69. 1.
85
segítségével összekötve a tengerrel. A tervezeten az egyik, a víz visszafolyására szolgáló csatornán több helyen van ez a m egjegyzés: Hic molendu'n. (Itt kell őrölni.) Igen érdekes, m ár m agyar vonatkozásánál fogva is, a X V II. század elejéről való leírás, am elynek szerzője V erancsics F a u st u s 1 (F a u st u s V e r a n t iu s ), V erancsics A ntal esztergom i érseknek (1504— 1573) unokaöccse, aki
egy ideig Csanádi püspök is volt és aki hosszabb ideig lak o tt V elencében s o tt is halt meg. E lhúnytának esz? tendejében, 1617?ben, n y o m ta to tt m űvében így ír: „Ki k én y szeríth ette eddig a tengert, hogy m alm okat h ajtso n és m ás m ozgásokra is használható legyen? Mi azt hisz? szűk, hogy ez lehetséges, de nem m indenütt, hanem csak a tengernek szűk helyein. Ü gyelni kell azonban arra, hogy ez a hely ne legyen n y ito tt és a m indenkori hullám csapásoknak ne legyen kitéve. V an egy m ás m ódja is annak, hogy a ten g ert e tek in tetb en használ? hatóvá tegyük. A ten g erp arto n tav at kell kiásni oly m ódon, hogy am ikor a tenger em elkedik, a tó megtel? jék, ha pedig süllyed a tenger, nyílásokon vagy kaná? lisokon keresztül kifollyék a víz és m alm okat hajtson. Íme, m ár ez a leírás is tartalm azza a ma terv e zett ár* apályerőm űvek lényegét. Brooklyn?ban, New?York, az akkori N ew ?A m sterdam m ellett, 1637 körül a hollandusok a V erancsics leírásá? nak értelm ében három dagálym alm ot építtek. Ezek szolgáltak m intául az 1713?ban D ünkirchen?ben, vala? m int a XIX. század folyam án az ír partokon létesített hasonló berendezésnek. A technika előrehaladásával a dagálym alm ok kikép? 1 Machinae novae című m unkájában ism erteti saját talál* m ányait, gépeit és tanait, valam int igen világosan egy kötél* pályát, m elynek már volt feszítőszerk ezete és von ók ötele. 2 F ürst i. m. IV. köt., 154. 1.
86
zésében lényeges jav ítás tö rté n t az által, hogy az alul* csap o tt vízi kerekek h ely ett vertikális tengelyű turbinás k á t alkalm aztak és pedig igen előnyösen oly m ódon, hogy ra jtu k a víz, akár a tengerből a tárolóba, akár m egfordítva folyt, m indig ugyanabban az értelem ben áram lo tt át. A zokban az országokban, am elyek vagy szénhiány* bán szenvednek, vagy ahol a szénkim erüléstől korábban kell tartan i, az árapály energiája kihasználásának kér? désével az utóbbi években behatóan foglalkoztak, s álta? Iában oly m egoldást ta rta n a k célravezetőnek, hogy a dagály segítségével nagy víztöm egeket m agasabban fekvő tó b a vagy tároló m edencébe szivattyúznak fel, ahonnan azután az egyenletesen lefolyó víz energia elő? állítására szolgálhat. F ranciaország egy ideig nem fo rd íto tt kellő figyelmet erre a kérdésre, noha épperi a francia nyugati partokon jelen ték en y a dagály m agassága. Legújabban azonban ő is feleszm élt, hogy h asználja ki kedvező helyzetét, teh át a szén m ellett az árapály energiaforrását is. Ma m ár ily árapályerőm ű létesítésére az első m unkálatok meg is tö rtén tek . A francia korm ány m ár m ásodszor ad o tt több millió frankot a vonatkozó kísérletek végre? h ajtására. Ügy látszik, a kísérletek eredm énnyel jártak . Bretagne?nak fjordgazdag partján, B rest köizelében, l’A br?W rach m ellett szándékozzák az első francia ár? apályerőm űvet létesíteni, am elynek a költségei azon?* bán az előirányzat szerint rendkívül nagyok: egy kilo? w a ttra 15 ezer fran k jut. Éppen azért C o n s ta n tin mérnök azzal a javaslattal lépett fel, hogy az ottani vidékeken uralkodó szeleket használják fel segítségül. Ily módon azt remélik, horfv az árapályerőműnek a teljesítményegységTe eső költ? sége kisebb lesz.1 1 A n to n
L übcke : Die sterbende Kohlé. 439. 1,
87
N ém etországban a világháború előtt E. F. P ein ham? burgi m érnök lép ett a nyilvánosság elé, nagy elektron dagálym ű tervével, am elyet H usum m ellett, az Északi? tenger p artjá n ép ítettek volna fel, hogy Schleswig? H olstein?nak nagy részét innen lássák el elektrom os energiával. A hely kiválasztása célszerű volt, m ert itt a dagály m agassága jelentékeny. E m ellett, m inthogy a husumi p art elő tt fekszik N ordstrand?sziget, ennek a szárazfölddel, töltések segélyével összeköttetése tekin? télyes tároló m edence létesítését m egkönnyíti. A tér? vező a 4*3 millió aranym árka költséggel előirányzott telep teljesítm én y ét 7500 lóerőre s egy lóerő?óra ön? költségét olyan csekély összegre (1*6 Pf.) szám ította, am ilyen alacsony önköltség semmi más erőforrás ese? tén se v olt elérhető. A terv ezetet a gazdasági számítás* sál együtt a N ém et M érnökök Egyesületének ham burgi osztály vitaestélyen bírálta felül és szám os hydro?, va? lam int elektrotechnikus részben lesújtó kritika alá vette. A z egyik fő kifogás az volt, hogy ezzel az erő* művel szakadatlan üzem et elérni nem lehet. Az épí? tés m iként való v ég rehajtása tek in tetéb en is, sok észre? vétel m erült fel. M indezek a kifogások a telep építésére alakult társaság o t arra bírták, hogy 1913 őszén kismé? retű kísérleti dagályerőm űvet létesítsen, amellyel sike? rült bebizonyítani az üzem folytonosságának lehetősé? gét, te h á t az egyik legfőbb kifogás a mű létesítése ellen elesett. Sajnos a világháború félbeszakította ezt a felettébb érdekes kísérletet, sőt a világháború folyam án a kísér? leti telep is tö n k re m ent. A világháború következm énye azonban az is, hogy a szénkim erülés veszélyének kérdésével m ind behatób? bán foglalkoznak és m indenütt lázasan k utatnak újabb erőforrások után. É rthető tehát, hogy az árapályerő? művek létesítésének kérdése újból előtérbe lépett. B izonyítja ezt a tételt az előbbiekben ism ertetett
88
89
francia terv, valam int az a tény is, hogy legújabban különösen Anglia foglalkozik alaposan ezzel a kérdés* sel, ami teljes m értékben érthető, m inthogy a nagyobb állam ok közül legham arabb Anglia szénkincse fog ki* m erülni.
13. kép.
N em régiben az angol közlekedési m iniszter lépett a nyilvánosság elé egy jónevű m érnök árapály erőmű* tervével, am ely szerint a Severn*folyó torkolatánál léte* sítenének ilyen erőm űvet. Á ltalános elrendezését a 12. kép tü n te ti fel. Egy millió lóerő m unkateljesítm énye lenne ennek a telepnek, te h á t ez lenne a földnek a lég* nagyobb teljesítm ényű erőm űve a Niagara*m űvek 385 ezer lóerő teljesítm ényével szemben. A Severn*folvó, am elyen át ép ítették a világnak első vashídját, A nglia
90
délnyugati p artján , a B ristol csatornába öm lik (13. kép). Ebben a hosszúkás öbölben az árapály hatása igen nagy. A dagályár rendesen 13 m, m inim um ban 9 m magas. A telep költségét a tervező 30 millió fontra, egy k ilow attóra önköltségét 0*5 farthingra szám ította, s az építési időt 7 esztendőben állapította meg. A mű létesítésével A nglia évenkint 3*5 m illió t. szenet tak aríta n a meg. A szakfolyóiratok azonban bizonyos szkepszissel fogadták a terv ezetet, illetőleg a szám ítások ered? m ényét. U taltak a nem állandó vízm ennyiségre és az óriási tároló m edencével kapcsolatos építési ne* hézségekre, keveselték az előirányzott építési költséget s az ennek alapján kiszám ított önköltséget. Egyértelm ű volt a vélem ény, hogy a mű építésének m egkezdése előtt alapos fizikai és technikai vizsgála* to k á t kell végezni, hogy az árapály érték esítés problé* m ája általánosságban és a Severn*torkolatra vonatkos zóan, tudom ányosan m egvilágíttassék. Ezt a felfogást o sztja az angol k o rm ány is és ilyen m ódon a k érd ést arra a helyes ú tra terelték, am ely rem élhetően lehetővé is fogja tenni, hogy a mű felépíttessék. E mű létesítésénél bizonyára értékesíteni fogják mű* egyetem ünk korán elhunyt geniális tanárának, B ánki DoNÁTsnak, nagybecsű tanácsát is, am elyet az angolok a Severnsmű terv ezésekor tőle nyertek, nevezetesen, hogy az árapály e re jé t hidraulikus légkom presszor se* gítségével okszerűen használják ki. A hidrokom presz* szórnál a víznyom ás sű ríte tt levegőt állít elő, am ely azután a szárazföldön felállított légturbinában teljesít m unkát. Itt teh át egyetlenegy gépalkotó rész sem dől* gozik vízben. A sű ríte tt levegővel dolgozó légturbinák pedig jobb hatásfokkal dolgoznak, m int a vízturbinák és náluk az esésm agasságok változásai is befolyásnélküliek. N em tarto zik a kérdés lényegéhez, de érdem es a fel*
91
em lítésre, hogy ném et szakm ü1 úgy tü n teti fel, m intha a hidrokom presszor eszm éje legújabban N ém etország* bán szü letett volna meg. A jövő energiaforrásai közül az árapály értékesítésé* vei kétségtelenül igen behatóan foglalkoznak.
5. Energia a tenger hullámaiból T erm észetesen felm erült az az eszm e is, hogy a ten* ger hullám csapásaiból n y erjen ek energiát. K étségtelen, hogy a tenger hullám ai óriási energiát képviselnek. L átjuk ijesztő hatásukat, ha m eredek p a rtra zúdulnak és sziklákat pusztítanak el, vagy nagy viharok esetén tö ltések et tö rn ek át. C sakhogy a ma dü* höngő hullám ok holnap lágyan zsongó habokká válnak. A hullám csapásoknak ez a nem állandósága a bennük rejlő energia technikai kihasználását nagy m értékben m egnehezíti. M indazonáltal ezen a tére n is folynak kísérletek.2 Az am erikai W right 1901*ben a kaliforniai parton állította fel hullám m ótorját. Száz m éterre a tengerben befelé három nagy úszó testet alkalm azott, am elyek a hullám ok h atása alatt, függőleges irányban fel* és lefelé m ozognak. Ez a m ozgás sziv atty ú t helyez üzembe, am ely m agasan fekvő ta rtá n y t tengervízzel tölt meg. Ez a víz tu rb in át és dinam ót hajt, m ely állandóan 9 HP*t teljesít. H asonlóan m űködik N ew*Yorktól déli irányban 20 m érföldre egy hullám m ótor. O livér Lodge azt ajánlja, hogy úszóknak nagy hajó* testeket alkalmazzanak és ezeknek a hullámok okozta fel* és lefelé mozgását hídszerű emelőmű segélyével vigyék át egy hajtószerekezetre. Stevenson angol mérnök szerint azonban egy ilyen, a 1 M
arcuse:
Die N aturkráfte. 1924, 67. 1,
2 J ü p t n e r i. m.;
G ü n th e r
i. m.
92
p arttó l távol elhelyezett telepnek a szárazfölddel olyan ö sszeköttetése, hogy az m inden lehetséges igénybevétel? nek m egfeleljen, korántsem egyszerű feladat. M érései szerint ugyanis a hullám ok a p artn ak egy m 2?re 15—35 t. nyom ást gyakorolnak, úgyhogy Franciaország nyu* gáti ten g e rp a rtjá t egyetlenegy hatalm as szélroham esetén olyan hullám csapás érheti, am elynek mozgási energiája 100 milló HP. teljesítm énynek felel meg. Ez a teljesítm ény m integy 77%?a az E urópa összes vízerői? bői nyerh ető (130 millió H P ) energiának. M inden ilyen szám ításnak és terv n ek érté k ét azon? bán term észetesen illuzóriussá teszi a hullám zás nem állandó volta, úgyhogy energiaforrás szem pontjából a ten g er hullám ai épp úgy, m int a szelek, csupán alkal? milag jö h etn ek az em beriség segítségére.
6. Energia tengervízből. A legújabb gondolat a tenger vizében felhalm ozott hőt, a „kék s z e n t e t 1 használni ki energiaforrásként. 1926. nov. 15?én G eorges C laudes francia m érnök a francia tudom ányos A kadém ián ta rto tt előadásában ism ertette azt a P aul Boucherot tan árral együtt kidől? gozott terv ét, am ely a tengervíz felszínén és a nagyobb m élységben levő hőm érséklet különbséget kívánja energiaforrásnak kihasználni.2 A m int ugyanis a vízerő eredm ényes kihasználásához esésre, viszont a hő értékesítéséhez hőm érsékletkülönb? ségre van szükség. Az egyenlítői zónában a tenger színén a vízhőmér? séklet 26—30 C°, 1000 m. m élységben ellenben 3 C °. Felvezető cső segítségével a m élyebben fekvő hidegebb víz a tender színére hozható. 1 V annak, akik a szélenergiát nevezik „kék szén“?nek. 3 T erm észettud. Közlöny. 1927, 60. k. 31. 1.
93
Az előadáson C la u d e b em u tato tt egy készüléket, am ely to jásd ad , légm entesen elzárt kazánból állt és 26 C° hőfokú vizet tartalm azo tt. Ebből a kazánból rövid cső v ez etett 3 C ° hőfokú vízzel telt tartóba. H a a ka* zánban a levegőt légszivattyúval erősen ritkítjuk, akkor a víz m ár 26 C°*nál gőzzé változik, teh át gőz áram lik a csővezetéken á t a hidegvizet tartalm azó edénybe és o tt lecsapódik. H a gondoskodunk arról, hogy a kazán* bán állandóan legyen melegvíz, akkor a csővezetékben állandó gőzáram áll elő. A francia tudom ányas A kadém iában b em u tato tt min* tánál a gőz egy a csővezetékbe b eép ített kis gőztur* binát h a jto tt és az ezzel előállított elektrom os áram 3 izzólám pát táplált; Vsoo atm oszf. nyom ású gőz ele* gendő volt arra, hogy a kis turbina 5000 fordulatot tegyen percenkint. A tudom ányos felfedezések terén a franciák és néme* tek k ö zö tt a m últban is élénk volt a verseny. Az 1870— 71*iki v esztett háború után a franciák nagy elégtételnek, a gall szellem fölényének tek in tették , hogy 1875*ben L ecoq de Boisbaudrun francia kém ikusnak sikerült egy új kém iai elem et fölfedezni, am elyet Franciaország tiszteletére gallium*nak nevezett el. ö rö m ü k nem tar* to tt sokáig, m ert 1880*ban W inklek F reibergben egy érc vizsgálatakor szintén új kém iai elem re bukkant, am elyet a fölfedező h azája után germanium*nak ne* veztek el. Ü jabban is m egvan e verseny a találm ányok terén. Alig publikálták a „kék szén“*nek, a tenger vizében felhalm ozott hőnek energiaforrásként való kihasználá* sára vonatkozó francia tervet, azonnal közzétették Brauer berlini fizikusnak M eineke charlottenburgi mű* egyetem i tan árral közösen kidolgozott, két évtizedes kísérleten alapuló tervezetét, am ely szintén a tenger
94
vizéből kíván en ergiát nyerni.1 ö k is a meleg tenger? vizet használják a kazán fűtésére, m inthogy azonban a tenger vizében gázok nyom ai m indig vannak, ame? lyek a légüres té rt és a gazdaságos üzem et illuzóriussá teszik, terv ezetü k szerint a kazán nem vizet, hanem szénsavat tartalm az, mely igen nagy nyom ás alatt m ár 25 C°*nál elgőzölögtethető. A z ilym ódon előállított gőz náluk is turbinában fejt ki m unkát, s utána az alulról felhozott hidegvíz segítségével folyóssá téve újból a kazán táplálására használható fel. Sok tro p ik u s országnak, m int pl. Jávádnak, Kubádnak, Floridádnak stb. nagy az elektrom os áram szükséglete. Ennek előállítására szinte predesztinálva volnának az ilyen tengerhő telepek. A szellem es francia és ném et terv ek nagy feltűnést keltettek, de ha el is fogadnók m indenben a feltalálók feltevéseit, kétségtelen, hogy még igen nagy nehézségeket kell legyőzni a tervek m egvalósításáig.
1 A. G r a d e n w i t z : Energie a u s d e m M eerwasser. W issen u. F o rts c h ritt 1927 Mai. 176. 1.
IV. A ma és jö v ő energiaforrásai. 1. A fa. A víz és szél term észeti erők m ellett évezredeken át az energiagazdálkodásnak főtényezője a fa volt. Az éghető anyagokból csupán a fát használták fel energia* forrásnak. Az ipar kenyere a fa volt. A világgazdaságban a szilárd éghető anyagok között tu lajdonképen m a is a fa következik a szén után az energianyerésnek 18%*ával.1 W erner Som bárt: „D ér m oderne K apitalism us“ című m űvében az erdőt jelöli meg, m int a szellemi és anyagi európai k u ltúrának eredetét. A z erdőből n y ert fa nél* k ülözhetetlen v o lt az em bernek. H omeros az európai k u ltúrának bölcsőjét, E urópa déli részét m int fenyve* sekkel és tölgyekkel fed ett terü le te t festi. A mai kultú* rának, am int em lítettük, a szén a tám asztó pillérje, a XIX. század előtti kultúrának pedig kétségtelenül a fa volt. H a az em ber olvassa, hogy N orvégiából az 1666*ban leégett csupa faházból álló London ú jjá építéséhez m ily nagy töm egű fát kellett szállítani, nyer képet arról, hogy abban az időben a fa azt a szerepet játszo tta, am elyet m a a vas és a szén. A fa ugyanis nem csak tüzelő anyag volt, hanem nagy# m értékben használt építőanyag is. N em csak az épüle* tek, hanem az összes akkori gépek, a közlekedés járó* m űvei: a kocsik, a hajók fából készültek. E rre a célra 1 A A ton L ü b k e :
T echnik und W irtschaft. 1927 dec. 12.
96
óriási m ennyiségű fát használtak fel még a XIX . század folyam án is. Az angol kereskedelm i flotta középnagy? ságú h ajó ján ak felépítéséhez a XIX. században Som* b á r t szerin t 4000 tölgy volt szükséges. A nnak az illusztrálására, hogy m ilyen töm érdek fát h asználtak fel nagyobb építkezésekben, talán legjellem? zőbb lánchídunk építése. A zárógátak és kőelhelyező állások szám ára rendkívül nagy töm egű fa volt szűk? séges. A bban az időben még nem ism erték a pneumas tik u s alapozást. A lánchíd hídfőit és oszlopait úgy kel* le tt felépíteni, hogy az építő gödröt zárógátakkal vet? ték körül. A zárógátak m indegyike, három , egym ástól ö t láb távolságra fekvő sor szorosan egym ás m ellé he? lyczett négyszögletű cölöpből állott. A cölöpsorok kö? zo tt levő kavicsot k ik o to rták s helyét agyaggal töltőt? tek meg, hogy a vízátszivárgás lehetőleg csökkentés? sék. Az ily m ódon körülzárt hely volt az építő gödör, am elyből azután a kavicsot egészen az alapvető rétegig, az agyagig k ik o to rták s a vizet kiszivattyúzván a kö? rülzárt helyen ép ítették fel a hídfőt, illetőleg az ősz? lopot. A hídfők szám ára m indegyik záró gáthoz nem keve? sebb, m int 2000 cölöp, a m ederoszlopok m indegyikéhez 1500 db, teh át az egész hídhoz kereken 7000 cölöp volt szükséges. A m unkának tartam áró l és a felhasznált fa töm egéről fogalm at szerezhetünk, ha m eggondoljuk, hogy a cölöpöket átlagban 3 öl m élységre verték a me? dér ágyába, ami az összes cölöpökre 21 ezer öl, teh át kereken 40 km. E zeket a cölöpöket a hídfők és oszlo? pok felépítése u tán kis víznél lefűrészelték s ilyen mó? dón, m inthogy, am int kis vízálláskor látható is, a cölö? pök a m ederből ki is állanak, a lánchíd hídfői és ősz? lopai körül a m ederben m arad t cölöpök hossza meg? közelíti az 50 km?t. A lánchíd pillérjeinek alapozása kétségkívül addig a legnagyobbszerü és legtöbb nehézséggel járó m unka
97
volt, úgyhogy a külföld is nagy figyelemmel kísérte. Érdekes, hogy 1841*ben a londoni adm iralitáshoz fel* hívták C lark V ilmost, a lánchíd tervező m érnökét s m egkérdezték tőle: honnan szerzi be a budapesti híd* építéshez a faanyagot. A z ért érdekli őket a dolog, m ert jól tu d ják , hogy ebben az építésben rendkívüli m éretű cölöpökre van szükség s m ert reájuk is fontos dolog azt tudni, hogy ha egykor D anzigból vagy Észak*Ameriká* bői nem kap h atn ak hajóépítéshez fát, honnan lehetne azt beszerezni. C lark öröm m el em lítette meg, hogy M agyarországon Szlavóniában 12 öles cölöpöket talált. A fának tüzelésre és építési célokra nagym értékű felhasználása általában erdőrablógazdálkodásra veze* te tt s ennek term észetszerű következm énye lett a fa* ínség. Legham arább érezték a fahiányt E urópa déli ré* szén, ahol rendkívül sok fát használtak fel, anélkül, hogy erd ő sítettek volna. A z ókorban a m ai kietlen K arsztvidék, a kövecses D oberdó sűrű erdővel kietlen borítva. A róm aiak azonban u tánpóílás nélkül pusztí* to ttá k az erdőket, hogy hajóik, épületeik céljaira, va* lam int tüzelésre fát nyerjenek. És am iként m a szén* kim erülésről beszélünk, volt idő, m ikor katasztrofális fainség volt, am ely valóban a kultúra süllyedésére ve* z e te tt volna, ha nem jö tt volna segítségül a szén. Egy a fával való takarékoskodás m űvészetéről szóló 1790. évi értekezés szerint: „A fának a költsége kétszer annyi, m in t 40—50 évvel korábban. H a nem következik be a fával való takarékoskodás, a fa ára még inkább em elkedni fog/*1 Svante A rrhenius hangsúlyozza, hogy „hosszú idő telik el, amíg a tudatlanságból vagy a hajóépítésre való ostoba tek in tetb ő l előidézett nagy erdőkárokat jóvá 1 A nton
L ü b k e i. m .
Zelovich Kornél: A jövő energiaforrásai.
7
98
lehet tenni. Az Egyesült?Allam ok erdői tekintélyes ré? szenek hallatlan k iirtása m ár nagy gondokat okoz.1 M a különösen a papírgyártás, valam int a vasutak használnak fel rengeteg m ennyiségű fát. A világháború elő tt a világnak 7 faterm elője volt: az osztrák?m agyar birodalom , Svédország, az U nió, Ka? nada, O roszország, Finnország és N orvégia. H azánk A u sztriáv al eg y ü tt értékben a világforgalom nak 20%?ával nem csupán az európai fakivivő országok elén volt, hanem általában a föld összes országainak élén állt. É szak?A m erikára: az U nióra és K anadára eg y ü tt ese tt a világfakivitel értékének egyharm ada. A ránylag nagy a fakivitele a skandináv félszigetnek. A z északi országokban a faexport egyik legjelentősebb jövedelm i forrás. A skandináv fa eljut D ékA frikába, ső t A u sztráliáb a is. Igen nagy volt a fakivitel az integer M agyarországon. N y ers, m egm unkálatlan fát túlnyom órészben N ém et? országba szállítottunk, a sokkal nagyobb értékű fűrészelt és ácsolt fát, valam int a faipar egyéb félgyártm ányait O laszországba, Franciaországba, N agy?B ritanniába és Egyiptom ba. E gyetlen kikötőnk, a fiumei, volt a világ? nak legnagyobb faforgalm ú kikötője, nagy k iterjedésű farakhelyekkel a F ium ara csato rn a és a R ecina folyó al? k o tta ú. n. D eltán, valam int Susak alatt a tengertől m agyar m unkával elh ó d íto tt B rajdicán. A kikötő egyik részének, a B aross kikötőnek, fakikötő volt a neve. N em csak hazánknak, hanem K rajnának is kiviteli fája a fiumei kikötőbe ju to tt, ahonnan évenkint átlag ban 250 ezer to n n a fűrészelt és bárdolt fát szállítót? tünk el. T rian o n elrabolta erdőink javarészét. A csonka hazá? bán az integer M agyarország erdőterületének alig 16%?a 1 S v a n t e A r r h e n i u s i. d i . 3 4 8 . 1.
99
m aradt. E lv esztettü k Fiúm ét. T rianon m egszüntette, tö n k re te tte a világnak legnagyobb fakikötőjét. Amíg azelő tt fát v ittü n k ki, m ost nyom orúságunkban nagy m ennyiségű fát kell behoznunk. A nnál inkább fo* k o zo tt figyelmet kell fordítanunk a fagazdálkodásra, m ert különösen a fatüzelésű kályhákban igen sokat pa* záriunk el. O rosz hadifogságban volt véreink o tt m egtanulták az észszerűbb fatüzelést s ha hazajövet azt itth o n is m eghonosítják, külkereskedelm i m érlegünk javításához is hozzájárulnak, m ert akkor kevesebb fát kell behoz* nunk. Az energiagazdálkodásban a fa a múlt, a ma és a jövő energiaforrásai közé tartozik. O kszerű erdőgazdálkodással ez az energiaforrás nem m erülhet ki, m ert az állam ok nem csak állandó évi fa* term elést biztosíthatnak, de azt még fokozhatják is.
2. A víz. M anapság az egész világon évenkint term elt mecha* nikai energia: szénből, olajból és földgázból 633*3m illiárd kilo v attó ra 80% „_______ ,,_______ 20% v i z i e r ő b ő l __________156*0 összesen kereken 790*0 ,, „ 100%.
A földön rendelkezésre álló term észeti erők közül e szerint a szén p ótlására m ár is felhasználjuk a vizierőt. A vizi erők kihasználásának kísérlete visszanyúlik az ókorba. Az ősrégi kultúrák kivétel nélkül a vízgazda* ságon épültek fel. Klasszikus példa erre Egyiptom s a k ét folyó országa, M ezopotám ia. A Tigris és E uphrat öntözőtelepei, m elyeknek m aradványai máig fenn* m aradtak, bizonyítékai a m últ nagyszerű kultúrájának. A régi vallásokban a vizet ép úgy m int a tüzet és a világosságot szentnek ta rto ttá k . 7*
,,’'ApicrT0vjLiév üöwp“ , „legjobb a víz,“ írja a klasszikus ókorban első ód ájáb an P i n d a r o s , igaz, hogy m ás v o n a t kozásban. Az ezekkel a szavakkal kezdődő ódát ugyanis először syrakuzai H i e r o király dicsőítésére olyan ün? népi lakom án szavalták el, ahol nagyon sok volt a bor.
IV. Táblázat Világrész
A vízi erőből: kihasználható kihasznált e n e r g i a m e n n y i s é g milliárd kilowattórában
A frika Ázsia Észak?Amerika Európa D élsAm erika A usztrália összesen
%
1000 354 348 300 285 90
0-74 10*60 72*20 67*70 3*60 1*16
0*074 3*000 20*700 21*500 1*270 1*790
2377
15600
6*6
A vizi erők kihasználása az ókorban igen kezdetleges volt. A tudom ányos technika haladásának alapja a tér? m észeti erők törvényeinek ism erete és tu d ato s kihasz? nálása. A z ókorban erről nem igen leh etett szó, m ert arra a gondolatra nagy nehezen ju to ttak , hogy az em# béri erő t a term észet hatalm as erőivel pótolják. Az ókori R óm ában, Julius C aesar idejében, am ikor a ta? posó m alm ok m ellett m ár voltak vízerő h a jto tta k is, lassankint kezd tek ugyan arra eszmélni, hogy a tér? m észeti erők egykor az em bert fel fogják szabadítani a nehéz izom m unkától, m inthogy azonban rabszolgák bőven állotak rendelkezésre, a vízerő h a jto tta m alm ok nem igen szaporodtak. A z ókorban a term észeti erők hatásával szem ben általában tudatlanok voltak. Igye? keztek teh át m egm agyarázni őket m űvészi m ódon a m itológiával. 1 V. D. I. N achrichten. 1927 aug. 17.
101
A ntipater (Kr. e. 106—43) egyik költem ényében, am elyben örvendezik a felett ,hogy a rabszolgamun* kának legalább egy csekély részét term észeti erő, a leeső víz v ette át, a víz ereje okozta m alom hajtást poétikus gondolattal, a m itológiából v ett példázattal m agyarázta: „N e fárasszátok m agatokat, lányok, akik eddig a m alm ot tap ostátok, aludjatok. H add énekelje* nek h ajn al hasadásakor a m adarak! M ert C eres meg* p arancsolta a N ajád o knak, hogy végezzék el a ti mun* kátokat. Ezek szót fogadnak, rávetik m agukat a kere* kekre, erősen h ajtják a tengelyeket és általuk a nehéz m alm ot/*1 Az alulcsapott vizi kerekek feltalálása, m ely a folyó* víz haladó m ozgását forgóvá alak íto tta át, adta meg a lehetőséget a víz energiáját a folyás tetszőleges he* lyén kihasználni. A róm aiak által első ízben J ulius C aesar korában használt alulcsapott vizikereket V itru* vius írja le. A szükség sokszor találékonnyá teszi az em bereket. A szükség te re m te tte meg Róm ában, a Kr. u. VI. szá* zadban a hajómalmot. V itiges gót király 536*ban Kr. u. R óm át ostrom olván elvágatta a vízvezetékeket. A lisz* té t őrlő m alm okat hajtó állatokat vízhiány m iatt le kellett vágni, a rabszolgákra pedig szükség volt a vé* delmi m űveleteknél. Ekkor ju to tt a R óm át védő bizánci hadvezér, Belizár, arra a gondolatra, hogy a m alm okat a T iberisen h ajó k ra állítsa.2 H azánkban a vízim alm ok a XIII. század körül terjed* tek el. A középkor csatlakozva az ókorhoz behatóan foglal* k o zo tt a vízem elő gépekkel. Ebben az időszakban a víz* nek azt a jelentőségét tu lajd o n íto tták , am it m a a szén* nek és a víznek tulajdonítunk. A korai középkorban a t s c h o s s : G eschichte dér D am pfm aschine 1901. 9. 1. 1 P r . A, Neuburger; d\$ Technik des Alterthums, 97, 1,
1 M
hatalm as k u ltú rafejlesztő m unkát vízgazdálkodással, száraz terü letek öntözésével, m ocsaras vidékek le* csapolásával különösen a szerzetesek végeztek, akik? nek jelszavuk volt: laborare est orare, a m unka im ádság. Az alulcsapott vizikcrekekhez képest nagy haladást jelentő felülcsapott k erek ek et a X V III. század elején k ezdték alkalm azni. N agy vízesések és nagy víztömc? gek kihasználása a turbina feltalálásával vált lehetsé? gessé, m ely a víz en ergiáját m echanikai m unkává ala? k ítja át. A világ első tu rb in áján a k terve 1753?ban hazánk* fiától, SEGNER?től ered ’ aki pozsonyi orvos, m ajd jénai és göttingai egyetem i tan ár volt. A hidraulikus m otorok jelentősége nyilván a gőzgép és az elektrom osság korszakában növekszik. Megemlékeztünk már három kiváló magyar mérnök? nek, BLÁTHY?nak, DÉRi?nek és ZiPERNOvszKv?nak az 1885. évi országos kiállításunkon bemutatott korszak? alkotó találmányáról, a váltakozó áramú transzformátor? rendszerről, amellyel lehetővé vált az elektromos áram? nak nagy távolságra, kevés veszteséggel való átvitele. A vizierők kihasználása ezután kezd nagyobb lendü? letet venni. A víz energiáját ugyanis turbinák segítsé? gével elektrom os energiává alakítják át és azt a terme? lés helyéről m essze, ma m ár 500 km?nél nagyobb távol? ságra szám bavehető veszteség nélkül tu d ják elvezetni. M ost következik be a hidraulikus m otorok tökéletesí? tése, a v ízerőtelepekct pedig völgyzáró gátak, fel? du zzaszto tt m űtavak segítségével hatásosabbá teszik. M anapság nem csak E urópa m agasabb ku ltú rájú or? szágaiban találkozunk ilyen létesítm ényekkel, hanem m indazokban az országokban is, ahová az európai kul? tú ra elju to tt. A völgyzáró gátak részben vízerő n y erésére szolgál? nap, pl. a R esica m elletti völgyzárógát, részben pedig
103
egyes helyek vagy vidékek vízellátását szolgálják. Ilyen célt szolgál pl. a K olozsvár m ellett létesített völgyzáró gát. M ind a k ettő m agyar m unka. K étségtelen, hogy a vízerőm űveknek igen nagy köz? gazdasági jelentőségük van, m inthogy általuk a nem zeti vagyonban nagy m egtakarítás, vagy nagyobb produk* ció érh ető el. így pl. B ajorországban a W alchensee hidraulikus erőtelepnél akkum ulált vízm ennyiség 75
14. kcp. Az asszuáni gát tiltóinak felhúzó szerkezete.
millió m \ Évi teljesítm énye 210 millió lóerőóra. Léte* sítésével évenkint m egtakarítanak 160 ezer t. szenet. Ez a m ennyiség N ém etország kőszénkészletéből teh át egyenesen m egm arad. R endkívüli közgazdasági jelentősége van az asszuáni gátnak a piram isok földjén. K orunk egyik csodája, első? rendű kultúrm ű ez a gát, am elyet Anglia a század ele? jén négy esztendő alatt é p íte tt fel s a m ely alkotást nagyszerűségében még sehol se k özelítettek meg. A 14. kép tü n teti fel az asszuáni gát tiltóinak felhúzó szerk ezetét és a 15. a g átat n y ito tt tiltókkal.
104
15. kép. Az asszuáni gát nyitott tiltókkal.
A 16. kép m u tatja a m űem lékeiről híres Phylae szent szigetet a gát építése előtt és a 17. kép a gátépítés után. A gát tervezője B akkr, az a kiváló angol m érnök volt, akinek m eg ad ato tt a szerencse nevét a legújabb kor két világcsodájával: az asszuáni gáttal s a világ egyik lég?
16. kép. Phylae szigete az asszuáni gát építése előtt,
105
nagyobb vasúti hídjával, Anglia másik világhírű tech? nikai alkotásával, az Edinburg közelében fekvő Firt of Forth híddal hallhatatlanná tenni. A tudom ányos technika diadala, hogy Anglia ezzel a kultúrművel Egyiptomot békésen, de teljesen meg?
17. kép. Phylae szigete az asszuáni gát építése után.
hódította. Győzedelmes csaták egész seregével nem érhetett volna el ilyen sikert Anglia. A felduzzasztott vízgyűjtőmedencéből eleinte egy milliárd m3, m ajd a gát ráépítése után 2V» milliárd m3 vizet csapolhatnak le és így Alsó? és Közép?Egyiptom területeire a régen kiszáradt csatornákon át új vízfolyást biztosítanak. Ezeken a vidékeken azóta évenkint háromszor aratnak,
106
V. Táblázat A vizierők (energia) nagysága a különböző országokban.1 Or s z á g
Kiaknázható vizieró, lóerő
240.000 1,200.000 1,340.000 1,460.000 950.000 3.000 550.000 160.000 1,330.000 780.000 1,150.000 118.000 147.500 820.000
% 44*5 210 29*8 17*2 166 1-8 15*7 1*9 121 1*3 99 3-4 9*6 200
130,000.000
10,200.000
7-85
65,000.000 19,000.000 13,600.000 25,600.000 95,200.000
9,200.000 3,400.000 1,600.000 140.000 80.000
141 17*9 11-7 0*55 0084
25,610.000
4*1
NagysB ritannia 540.000 Spanyolország 5,700.000 Franciaország 4,500.000 Itália 850.000 N ém etország 5,708.000 Csonkás M agyar ország 166.000 A usztria 3,500.000 Jugoszlávia 8,500.000 11,000.000 Svédország O roszország 59,300.000 N orvégia 11,600.000 3,480.000 Lengyelország Csehország 1,540.000 4,100.000 Svájc Egész Európa Északam erikai EgyesültsÁllamok K anada Japán Brit#India Szibéria
Kihasznált vizierő, lóerő
A világon összesen 624,000.0003
Egy lakosra eső kiaknázható vizierő, lóerő
0*005 0*270 1*070 0220 0*095 00212 0*570 0*730 1*860 0-580 4*420 0*127 0*121 1*300 0*262
0*51 216 024 0-08 10*29 0349
1 A z 1924. évi londoni világerőkonferencia adatai szerint. 2 A z integer M agyarországon a tárolás nélkül nyerhető víz# energia (1. V i c i á n : M agyarország vízierői. 2 . kiad. 1 9 1 3 ) v olt: 1,700.000 lóerő, per lakos 0*08 tárolással 3,300.000 lóerő, per lakos 0*158. 3 A londoni konferencia hézagos adatai különösen A frik ára és A m erikára a W irtsch aft und S tatistik, S tatistisches Jahr* buch des Reichs 1923. alapján helyesbítve vannak.
107
A hidraulikus erőm üvek elterjedésével kapcsolat? bán sokszor halljuk, hogy a fehér szén, a vízi erő, az em beriség szerencséje. A tétel helyes, csakhogy nem m inden ország részesül ebben a szerencsében. A rendel? kezésre álló vizierők nyilván k o rán t sincsenek egyenlete? sen elosztva. A különböző országok rendelkezésre álló vízierejét (energiáját), a kihasznált vízierőt és az egy lakosra eső lóerőt az V., a világ vízierőire vonatkozó ad a to k a t pedig a VI. táblázat tartalm azza. A különböző földrészeken vízierőből n yerhető energiát a m ellékelt grafikon m u tatja (18. kép).
VI. Táblázat. A világ vizier5i. Kiaknázható vizieró lóerő
Európa Ázsia A usztrália A frika A m erika összesen
130,000.000 143,000.000 17,000.000 190,000.000 144,000.000 624,000.000
Kihasznált vizieró lóerő %
10,200.000 7*85 2,000.000 1-40 300.000 1*76 10.000 0*005 13,100.000 9*10 25,610.000 4*1
Fgy lakosra eső HP
0*262 0*144 2*120 1*410 0*700 0*349
Ila elfogadjuk azt a feltevést, hogy átlagban egy lakosra a mai energiaszükséglet 0*5 H P,1 akkor a táblá? zat szerin t kevés és ritkán lak o tt országban van felesleg vízierőben. Kedvező e tek in tetb en is az U nió helyzete. K iaknázható vízierejc éppen fele egész Európáénak. H a az esőcseppeknek energiáját ki lehetne használni, S v a n t e A r r h e n i u s szerint 700?szor akkora energiát kap? nánk, m int am ekkorát a vízesések rendelkezésünkre bocsátanak.
I 1 Ezzel szemben Lammel a jövő összes energiaszükségletét per fő (ha fűtés, konyha, közlekedés, ipar és mezőgazdaság csupán elektrom os energiát használ fel) 2*7 HP?re becsüli.
108
T én y az, hogy a vízierők kihasználásából millió és millió kw íóra teljesítm én y t nyerünk, csakhogy az em? beriség összes energiaszükségletéhez viszonyítva ez nem sok.
18. kép. A világ kihasználható és kihasznált vízierői.
A grafikon adatai szerint a föld érték esíth ető v íz ié rő l nek még huszad része (4*1%) sincs kiépítve: a legújabb ad ato k szerint, am int a IV. táblázatból kitűnik, 6*6%*a. A legtöbb országban a hasznosított vízierők az el* fogyasztott szénenergiához viszonyítva, igen csekélyek. E tekintetben igen érdekes az a számítás, amelyet Stejn?
m a vízierőben gazdag U nió energiaszükségletére v égzett.1 E szerin t 1920*ban az U nió szénfogyasztása 600 millió t volt. A z alkalm azás m ódját és a hatásfokot figyelembe véve, ez a szénm ennyiség 150 millió kw.év teljesítm énynek felel meg. H a m inden vízfolyás, folyó, patak, fo rrásától a tengerig kihasználtatnék, a vízierők* bői az U nióban 230 millió kw.év, te h á t 80 millió kw.év vei tö b b teljesítm én y volna nyerhető, m int am ennyi az elhasznált szénenergiának felel meg. N yilvánvaló, hogy a kihasználásnak m ost em lített m értéke nincs meg, az U nióban a rendelkezésre álló vízierőknek valam ivel több m int 20%*át használják ki. A zt sem szab ad elfeledni, hogy óvatos becsléssel is az energiaszükséglet 20 évenkint m egkétszereződik. így 1960*ban az U nióban m ár legalább 450 millió kw.év tel* jesítm ényszükséglettel kellene szám olni, úgyhogy a vízi* erőkből a legkedvezőbb teljes kihasználás esetén is, ennek csak felét (a fentebb kiszám ított 230 millió kw* évet) tu dnák fedezni. S t e i n m e t z azonban sokkal nagyobb m értékű energia* szükséglet növekedésére szám ít. Így 1958 év szükség* letét 10 m illiárd t szénre, 2500 millió kw .évre becsüli. E bben az esetben, ha a vízierőket teljesen kihasználhat* nák is, a szükségletnek még egytized részét se tudnák fedezni. M ás, vízierőkben szegény, országokra vonatkozó szá* m ítások még kedvezőtlenebb eredm ényre vezetnek. E m ellett nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a vízerőm űvek általában óriási befektetési tő k ét igényel* nek. A vízerőm űvek e/ó'nye, hogy az üzemi anyagot, a vizet, teljesen ingyen k apják s hogy üzem ük egyszerűbb, m int m ás erőm űveké; nagy hátrányuk azonban, hogy kiépítésük költsége a therm oerőm űvekét többszörösen m etz
1 J ü p tn e r
i. m . 5 8 . 1. é s G ü n t h e r
i. m . 17. 1.
110
tú lh alad ja és hogy a vízierő legtöbbnyirc egyenlőtlen és g y akran szabálytalan. N ag y esésű vízfolyások többnyire aránylagosan kevés víztöm eget hoznak, am ely gyakran csak m eghatározott évszakokban áll rendelkezésre. Ilyenkor az erődús hó* napok vizeinek összegyűjtésére nagy tárolóm edencét kell építeni. A nagy esések kihasználására hosszú cső* vezetékek, gyakran a víz vezetésére aknák vagy alag* u tak szükségesek. H a hajózható folyó esését akarjuk kihasználni, duzzasztók, zsilipek elhelyezése szükséges. A z eróm ű?berendezés ritk án tu d ja m indezeket a költ* ségcket viselni és sokszor a kiépítéstől el kell tekinteni, m ert az üzem nem m utatkozik gazdaságosnak. Ez az eset a mai szénárak m ellett, sajnos, a csonka hazá* bán is. A vízerőm űvek létesítése nyilván az energiagazdálko* dás, teh át a közgazdaság érdekében van. M agángazda? sági szem pontból azonban a term elhető energia értékesít tésére kell gondolni, ami korántsem egyszerű feladat, így pl. vízierők kihasználása esetén azonnal a vasutak elektrifíkálására gondolunk. E rre a célra azonban vi* szonylagosan kevés áram kell. V ízerőm űvek létesítése* k o r teh át az elektrom os áram nak m ás alkalm azási terű* letét is keresni kell. És itt elsősorban a kém iai és m etalls lurgiai ipar jön tek in tetb e.1 Felhasználják az elektrom os áram ot term észetesen házi célokra is, m int pl. világítás, fűtés, varrógéphajtás, porszívó, vasalás stb. céljaira, de ez nem lehet a nagy vízerőm űveknek fő feladata. M egállapítható te h á t általában, hogy a vízierők, noha m ár m a is h atalm as teljesítm én y t szolgáltatnak, a tech* nika céljaira szükséges energiának mégis csak aránylag csekély részét tu d ják adni.
1 J ü p t n e r i. m. 59. 1.
111
V annak azonban szerencsés országok, am elyeknek vízierőfeleslegeik vannak, pl. Svájcnak és N orvégiának. Ezek a vízierők kihasználásának klasszikus földjei. Itt elektrom os áram m al főznek, sütnek, fűtenek, vasalnak, világítanak és m in d enütt használják az olcsó elektrom os energiát, ahol csak általa az élet kellem esebbé tehető. A „fehér szén“ birto kában m a m ár ezekre az országokra illik rá a régebben h azánkra alkalm azott latin közmon* dás: E x tra H elvetiam (N orvégiám ) non est vita, si est vita, non est ita. Az in teger M agyarország nem ta rto z o tt ugyan a vízierőkben gazdag országokhoz, de a rendelkezésre ál? lő tt vízierőkből táro lás nélkül n y erhető 1*7 millió lóerő, tárolással — az országos vízépítési igazgatóság megállás pítása szerin t — közelítően 2*8 millió és az aldunai zuha* tagok kihasználására kidolgozott pontosabb tervek figyelem bevételével kereken 3*3 millió lóerőre lett volna fokozható. E bben az esetben az egy lakosra eső lóerő 0*158 le tt volna. K étségtelen teh át, hogy az integer M agyarország vízi? erőiből tekintélyes energiát tu d tu n k volna nyerni s ilyen m ódon ko rán kim erülő szénkincsünket ném ileg pó? tolni. B udapest székesfőváros üzem eihez szükséges elektro* m os áram előállítására 1918 tavaszán szám ításba vették a Vág vízerőm űvet,1 az Á rva folyó to rk o lata alatti Vág? szakasz, valam int az Á rva folyó kihasználásával. Ez a vízerőm ű 218 ezer HP*t szo lg áltato tt volna. B enedek J ózsef m érnök, földm ívelésűgvi osztálytanácsos értékes terv ezete szerin t ennek a vízerőm űnek szerves része lett volna az Á rv a völgyében létesítendő 850 millió m3 be? fogadó képességű nagy tároló m edence. 1 A következőkben a vonatkozó ad a to k a t a „Budapesti H ydroelektrom os T ársaság44 m érnökbizottságának jelentéséből vettük.
112
U gyancsak a székesfőváros üzem einek olcsó elektro* m os áram m al való ellátása céljából dolgozta ki a Vas* kapu vízerőm ű terv e zeté t 1917. év végén Bánki D onát m űegyetem i tanár, a világhírű hidrotechnikus, akinek Üj vízturbinájára, vonatkozó tanulm ánya 1927*ben n y erte el a M agyar T udom ányos A kadém ia nagy díját. Ez a vízerőm ű a tu rb in ák tengelyén m érve, 365.000 HP*t szo lg áltato tt volna, teh át csak 20 ezer lóerővel keveseb* bet, m int a N iagara vízerőm ű. A duzzasztó gátnak egy m*rel való felem elése által pedig ez az óriási energia még tetem esen fokozható lett volna. Ila valahol, az A lduna m entén létesített kiváló tech* nikai m unkák b izonyítják a m agyar géniusz alkotóere* jét. Az A lduna hajózhatóvá tételét hihetetlen nehéz* ségek legyőzése u tán m agyar szellemi és fizikai m unka te tte lehetővé. M inden hajó, mely az A ldunán megy keresztül, SzÉCHENYl*től és V ásárhelyi PÁL*tól kapja igazolványát. T rajánus „nyom orúságos* v o n tató útjá? nak m aradványaival szem ben Európának egyik legszebb m űútja, a S z é c h e n y ié vezet. A nagy m agyar „consul* ting engineer“*nek em lékét m egörökíti az út feletti sziklafalba v ésett s a M agyar Mérnök* és Építész*Egylet által létesített SzéchenyUemléktábla, am elyet az út veszélyeztetése nélkül nem lehet onnan eltüntetni. A m últ század végén kiváló m agyar m érnökök tervei szerin t szabályozták az aldunai zuhatagokat és építet* ték a V askapu*csatornát. M egelőzően sem E urópában, sem a világ m ás helyén nem végeztek ilyen nagyszabású, sok tek in tetb en egészen különleges term észetű, rend* kívül nehéz m érnöki m unkát. A V askaputvízerőm ü m éltó betetőzése lett volna az A lduna m entén levő hatalm as m agyar technikai alkotá* soknak. M icsoda táv lato t n y ú jto tt ez az egyetlen vízerőm ű? A z általa n y erh ető energia a székesfővároson kívül egész országrészt elláto tt volna elektrom os áram m al s
113
azonkívül az elektrifikálandó vasutaknak az aldunai zuhatagok egyéb kiépítendő telepei m ellett, egyik fő erős telepe leh etett volna. A V askapuénál is nagyobb energiát lehetett volna nyerni az A lduna grébeni szakaszán levő vízesés ki* használásával. A z itt terv e zett vízerőm ű átlagban 450 ezer lóerőt, teh át a Niagara*vízerőm űnél 20%*kal töb* bet a d h a to tt volna. Az egy esésben kihasználható vízi* erők k ö zö tt az integer M agyarországon a grébeni v íz * erőmű teljesítm énye lett volna a legnagyobb. Tervével akkoriban a Ganz^gyár foglalkozott. A trianoni szörnyűségnek gyászos következm énye, hogy m indezekről a nagyszabású tervekről m a m int álm okról beszélhetünk s hogy az integer M agyarország gon vizierőkből disponibilis 3*3 m illió HP, a csonka ha? zában ennek 5%?ára, azaz kereken 170 ezer lóerőre, az egy lakosra eső lóerő pedig 0*02*rc szállt le, am elynél kisebb érték a közölt táblázatban nem fordul elő. Ilyesm ódon m egnyom orított hazánk a kihasználható vízierőkben is a legszegényebb ország lett. Az erkölcsi világrend m egköveteli, hogy a trianoni gonosztettnek szerzőit a korbáccsal suhintó bősz E rynnisek üldözzék még a halálon túl is. A vízerőm űvekből eddig n y ert energia a világon el* fogyasztott szénenergiának ugyan csak tö rt része, de m egállapítható, hogy az újabb időben egym ásután léte* síte tt vízerőm űvek következtében a „fehérszén" évről* évre növekszik. Ezzel szem ben a fekete szén évről^évre fogy. Egy tonna szén, m iután energiát nyertünk belőle, erre a célra újból fel nem használható, a szénkészlet tehát lassan kiapad. A vízenergia viszont soha ki nem merülő. A jövő energiaforrásai szem pontjából ebben van a jelentősége a vízierőknek és ha nem is tudjuk az összes szénfogyasztásnak megfelelő energiát általuk pótolni, Zelovich Kornél: A jövő energiaforrásai.
8
114
tö rekedni kell a disponibilis vízierők kihasználására, annál is inkább, m ert a szén fokozatos kim erülésével p árhuzam osan előálló széndrágulás következtében ké* sőbb több olyan helyen gazdaságos lesz a vízerőm ű, ahol m ég a mai szénárak m ellett nem az.
3. A szél* A mozgó vízhez hasonlóan a mozgó szél is kihasznál* ható, m int energiaforrás. M ind a két kiapadhatatlan testv érerő tu lajd o n k épen a naptól ered. A szél ereje szin tén a term észet által ingyen szolgáltatott energia* forrás. Légáram lások, szelek valóban a szélrózsa m inden irá* nyából fúnak különböző, egészen 40 m/sec*ig terjedő sebességgel. A földkerekségen a szél h ihetetlen nagy* m ennyiségű energiát képvisel. S v e d r u p szerint a földre ju tó napenergiának 2*5%*át szelek veszik fel, teh át 250* szer annyit, m int am ennyit a növények átalakítanak.1 E szerin t a szélben rejlő energia a vízesésekét nagy mér* tekben felülm úlja. L i e b e szám ításai szerin t m érsékelt ( 2 — 5 m /sec sebes* ségű) szél esetén az átlagos szélteljesítm ény 10—20 m m agasságban a föld felett egy mi1 levegő keresztm et* szetre 0*072 H P —0-144 HP. E szerint olyan kis ország felett is, am ilyen Csonka*M agyarország, hatalm as, a vízi* erő k ét jóval felülmúló energia adódnék ki a szélből. C sakhogy ez az energia nem állandó. Sokszor hosszú ideig szélcsend van és a term észet nem alk o to tt gyűjtő* helyeket a szélenergia szám ára, m int ahogy m egtette a tavakban, a m ocsarakban, a talajvízben a víz szám ára. E m ellett a szélenergia igen el van osztva, nagyobb teljesítő képesség elérésére teh át rendkívüli kiterjedésű b erendezések szükségesek. Ezzel szem ben a szénben, de
1 S v a n te
A r r h e n iu s
i. m. 214. L
115
meg inkább a vízesésekben rejlő energia koncentrálva van és ebben van az oka nagy gazdasági jelentőségé* nek. A szél energiáját egyébként az em ber m ár igen korán kihasználta a hajózásban. A legrégibb és legegyszerűbb szélerőgép a vitorlás hajó. Az em beriség az óceánt, am elyet H o m e r o s még fel nem szán th ató sivatagnak nevezett, a vitorlás hajók, teh át a szél energiájának segítségével v álto ztatta át fel* bccsülhctctlen gazdasági területté. A z ókori népek közül kedvező szél esetén vitorla segítségével m ár a babiloni és az egyiptom i h ajó zo tt m ind a folyókon, m ind a ten g erp art m entén. A föniciaik, az ókor legkiválóbb hajósai pedig m ár vitorlás hajóikkal ki m ertek m enni a nyilt tengerre is. Schiller „K alm ár“ című* epigram m jában ö rö k ítette meg a hírneves föníciai kereskedők m erész útjait: „Száll a hajó. Mit visz? Sidoni férfiakat visz. Hoz fagyos északról cint, szagos am brakövet. H ordd kegyesen N eptun! Kedvezz neki tengeri szellő! És iható forrást nyújtson a nyájas öböl! Istenek, a kalm ár tietek. Jav ak at keres, ám de Jár korm ánya nyom án em beri, isteni jó.4*1
A föníciaiaktól szám ítva három évezreden át első* sorban a szélenergia segítségével, vitorlás hajókkal, hódi? to tta meg az em ber a földkerekséget. A középkorban a re tte g ett norm ann hajósok könnyű vitorlás hajóikkal, az ú. n. vi'fc/ng4iajókkal, te h á t a szélenergia kihasználás sával já rjá k be a ten gereket s 500 esztendővel K o l u m b u s előtt eljutnak A m erikába. A norm annoknak a nyilt tengeren a szél segítségével m eg tett nagy ú tja it alig lehet elhinni, ha a viking^hajók kis m éreteire gondolunk (19. kép). 1 D óczi Lajos fordítása. 8*
116
1880*ban N orvégiában egy a VIII., vagy IX. századból való eredeti vikinghajót ástak ki. A z 1893. évi csikágói kiállításra elkészítették ennek a 23*8 m hosszú és 5 m széles kis hajónak pontos m ásolatát és a középkor vál* lalkozó szellem ének ez a csodás emléke az eredetivel
19. kép. Vikingshajó.
egyező felszerelésével m inden baj nélkül m ent át a szél segítségével az A tlantU óccánon. Sorsát azonban nem kerü lh ette el. E urópába visszatértekor, 1893 novemberé* ben, nagy vihar következtében elsüllyedt a Biscayai* öbölben. Szél seg ítette át, szél sem m isítette meg. Az utolsó viking*hajó u tasait m agyar hajó, a D eák gőzös m en tette meg.
117
A z ilyen kis vikingshajókra gondolva, valóban találóak HoRATiusmiak V ergiliusA oz in téze tt búcsúdalában (A d navem , qua v eh eb atur V ergilius A thenas proficiscens) az első hajós m erészségét dicsőítő sorai: Ilii robur e t ács triplex Circa pectus erat, qui fragilem truci Com m isit pelago ratem P rim u s. . .
( . . . három szor volt vértezve annak a keble, aki elő? szőr bízta a tö rék en y h ajó t a tengerre.) A z angol fogságban szenvedő Stuart M ária, am ikor az égen a szelek által űzött felhők rohanását látja, epedve só h ajt fel: „Száguldó felhők, lég vitorlái, Ki ne szeretne véletek szállni!441
U gyanez az érzés h a to tta át a középkor m erész ten* gercszeit, akik a szélenergia kihasználásával életüket ko ck áztatták . „N avigare necesse est, vivere non est necesse.“ (H ajózni szükséges, élni nem szükséges) — volt a jelszava a m erész H ansa*hajósoknak. A XV. század végén a portugálok és a spanyolok, valam int később a hollandusok és az angolok felfedező ú tjain ak előföltétele volt a lavirozás (a széllel szem ben való vitorlázás) m űvészetének, te h á t a szélenergia ész* szerű kihasználának előrehaladása. B artholomeo D iaz, K olumbus, V asco de G ama, M agelhaés felfedező útjai? kát a szélenergia kihasználásával, vitorláshajókkal, ú. n. karavellákkal te tté k meg. V aló tehát, hogy A eolus segítségével lett N eptunus# nak három ágú szigonya a világ korm ánypálcája.
1 Sc h il l e r :
S tuart M ária.
K
ozma
A
ndor
fordítása.
118
A nglia tengeri hatalm ának alapját E rz s é b e t királynő (1558— 1603) alatt a m erész angol tengerészek vitorlás hajóikkal v etették meg. Az ő uralkodása alatt hajózta körül a világot a szélenergia segítségével D ra k e és ennek az energiának legjobb kihasználásával teszik tönkre az angolok II. F ülöp legyőzhetetlen arm a3áját. „Flavit D eus et dissipati su n t“ (Isten rájuk fuvallt és mégsem* m isültek), volt a találó k ö rirata az E rzsébet királynő által a nagy diadal em lékére v ere te tt érem nek. A szélenergia legkedvezőbb kihasználásának meg a Hansa*szellemmel telt m erész tengerészeinek köszön* h ette Anglia, hogy a világ első tengeri hatalm a lett és m a is büszkén h an g oztatja: B ritannia uralja a hullámo* k á t (B ritannia rule the vaves), am elyeknek b irto k áé rt annyi v ért v esztett és veszt. Bám ulatos szépen írja R udyard K ipling , a nagy angol költő: „Im m ár ezer éve tápláljuk a tengert. (Keserű egy végzet, édes büszkeség!) T ápláljuk, m ióta először hajóztunk És amíg csak kék lesz fölötte az ég. Etetünk, táplálunk, végtelen szép mélység, Amíg az Ü risten téged k ia p a s z t. . . T enger kék vizének, hogyha vér az ára: H atalm as nagy Isten megfizettük azt.4*1
A z ú jk o r hajózásában a hajó m ozgatásának a szél* energia kihasználásával kizárólagos eszköze a vitorla. E zért nevezik a hajózás történetében az 1500*tól 1840*ig terjed ő időszakot a „valódi vitorlás hajók korszaká“* nak. A legújabb kor viszont a hajózásban a szél helyét gőzzel, ezzel a m egbízhatóbb és teljesítőképesebb mó* to rral, pótolta. K étségtelen, hogy a gőzhajózás hatalm as 1 D r . M á r k i S á n d o r : Az 6* és középkor története. (A veltség K önyvtára.) 499. 1.
Mű*
119
fejlődése a vitorlás h ajó k at h á ttérb e szo ríto tta. A ver? seny kövekeztében azonban a vitorlás hajók építésében és üzem ében is lényeges haladás m utatkozik. így a vitorlás hajóknál is átté rte k a vashajókra s a h ajó test fo rm áját a m echanika törvényei alapján határozzák meg. Férőképességüket növelték. Kisegítő m otorral sze* relték fel őket s így sebességük is fokozódott. így ala? kultak ki a nagy acélvitorlások. (Preussen, M aria Rick* m ers.) Ezek az ötárbocos gyönyörű hajók nem verse* n yezhetnek általában a nagy gőzösökkel, de m eghatároz fcott útvonalakon egyes szállítm ányok szám ára verseny* képesek lettek. így pl. a salétrom szállítás javarésze a vitorlásoknak ju to tt. Az em lített javításoknak eredm énye, hogy egvrész* ről a m odern vitorlás sebessége kétszer akkora (7—10 m érf.), m int az újkorié, m ásrészről, hogy a mai vitor* lásokon a viteldíj az újkoriénak egvharm adára szállt alá. A világ tengeri kereskedelm i flottájának fejlődése azonban kétségtelenül m utatja, hogy a világ köziekedé* sének 80%*át m agában foglaló tengeri közlekedésben a v ito rlás hajók szám a és jelentősége folyton kevesbbe* dik. A következő összeállítás tü n teti fel a világ tengeri kereskedelm i flotta 100 b ru ttó regisztertonna és annál nagyobb férőképességű hajóinak szám át és férőképes* ségét.1 Gőzösök és motoros hajók
1901 1926
Vitorláshajók
összesen
szám
féróképesség br. reg. t.
szám
féróképesség br. reg. t.
szám
féróképesség br. reg. t .2
1 6 ,5 2 8 2 9 .0 9 2
2 4 ,0 0 8 .8 8 3 6 2 ,6 7 1 .9 3 7
1 1 .6 8 1 3 .5 2 3
7 ,1 1 7 .0 0 0 2 ,1 1 2 .4 3 3
2 8 .2 0 9 3 2 .6 1 5
3 1 ,1 2 5 .8 8 3 6 4 ,7 8 1 .3 7 0
o y t i n s k y : D ie W elt in Zahlen. 5 . köt., 6 5 . 1. 7 Egy regiszter tonna 2*83 m3 térfogat = 100 köbláb
1 W
120
A vitorlás hajók szám a egy negyed század alatt 11.681-ről 3523-ra, te h é t 30°/o-ára, férőképességük pedig 7,117.000 br. reg. t.-ról 2,112.433 br, reg. t.-ra, teh át ha sonló arányban szállott alá. A z effektív teljesítőképesség tekintetében azonban a csökkenés még nagyobb m értékű. Egy gőzös ugyanis átlagban három szor fordul meg az alatt az idő alatt, amíg a vitorlás egy fordulót tesz. Az effektív teljesítő* képesség szám ításakor éppen ezért a gőzösök és móto* ros hajók férőképességét három szor veszik és ehhez adják hozzá a vitorlásokét. E s z e r in t a z effektív teljesítő képesség: A vitor* lásokra esik :
1901-ben: 1926-ban:
3X24,008.883+7.117.000= 79,143.649 br. r. t. 3X62,671.937+2,112.433=189,128.244 br. r. t.
9% 1*1%
Amíg teh át 1901*ben a tengeri közlekedésnek 9%*át, a világközlekedésnek pedig 7*2%*át (a 80%*nak 9%*át), 1926*ben m ár a tengeri közlekedésnek csak l*l%*át, a világközlekedésnek pedig alig 0'9%*át bonyolították le a vitorlások. A s z é l, ille t ő le g a le v e g ő á r a m lá sa e n e r g iá já n a k n a g y o b b m é r té k ű k ih a s z n á lá s á t r e m é lik a t e n g e r i hajó* z á s b a n a FLETTNER*rótor a lk a lm a z á s a á lta l, a m e ly a le v e g ő á ra m lá sá n a k jó k ih a s z n á lá s á t te s z i le h e t ő v é : 1 I ly e s m ó d o n r e m é lh e tő e n a h a j ó z á s a s z é le n e r g ia k ih a sz* n á lá s á v a l a jö v ő b e n is h o z z á já r u l a h h o z , h o g y a v ilá g s z é n k é s z le t é n e k id ő ta r ta m a m e g h o s s z a b b ít ta s s é k .
A hajózáson kívül a szélenergia technikai kihaszná* lása szélm alm ok és újabban tö k életesb ített szélm ótorok segítségével történik. A szélm alm ok, am elyeket a görö* gök és róm aiak még nem ism ertek, leginkább gabona* őrlésre szolgálnak. A 20. kép tü n teti fel a ném et szél* 1 T erm észettudom ányi Közlöny. LVII. köt. (1925.) 15. 1,
121
20: kép. Német szélmalom keresztmetszete.
ból lassan fejlő d ö tt ki a m odern szélm ótor és végül a szélturbina. K ülönösen elterjed tek a szélm ótorok A m erikában. A szélm ótorok nyilván olyan vidékeken jelentősek, ahol erős és lehetően állandó szélre lehet szám ítani.
122
Ilyen helyek lapályos területeken, elsősorban a tenger? p arto k o n vannak, b ár a Balti*tenger p artja in pl. a szél* m otorok kétszeran n y i ideig nyugosznak, m int am ennyi idő alatt dolgoznak. E urópában D ániában foglalkoznak legintenzivebben a szélenergia gazdaságos kihasználásán val. D ániának ugyanis sem szene, sem em lítésre m éltó vízi* ereje nincs, ellenben szele bőven van. A barom etrikus m inim um ok ú tju k at igen gyakran D ánián át veszik. A híres dán fizikus, L a C o ur , akinek erre a célra kisér* leti in tézetet b o csá jto ttak rendelkezésére, valóban tel* jesítő k ép es szélm ótort szerkesztett. A kis D ániában 70 drb egyenként 150 H P teljesítm ényű La CouR*féle szélm ótort állíto ttak fel. Ü jabban főképen a ném et m érnökök egyesületének ilyirányú tevékenysége következtében N ém etországban is, ahol a század elején m ár vagy 15 ezer szélm alom volt, fokozottabb figyelm et fordítanak a szélm ótorokra, teh át a szélenergia kihasználására. így alakult ki a né* m et acélszélturbina, a m odern szélerőgép. Ilyen széltu rb in át állítottak fel 1918*ban H ollandiában H arlingen m ellett. A szélkerék átm érője itt 15 m és 16 m m agas acélto ro nyra van felállítva. Ez a szélturbina a tenger szine alatt 1*3 m*re fekvő m ocsaras vidéket víz* telenít. Közepes, 8 m/sec. sebességű, szélnél percenkint 63 ezer liter vizet szállít. L átni teh át, hogy a szél energiájának az eddiginél nagyobb m értékben való kihasználására kom oly a törek* vés. A szélm ótorok azonban, m inthogy a szél nem állandó, bárm ily szellem es szerkezetük is legyen, sza* bályszerű gyári üzem re nem alkalm asak. Inkább olyan iparagaknál alkalm azhatjuk őket, ahol az erőszükséglet nincs m eg h atáro zo tt időhöz kötve. így pl. a mezőgazda* ságban (gabonaőrlő m alm ok) és a kisiparban. C élszerű a szélm ótorok alkalm azása öntözésre, le* csapolásra, vízellátásra.
123
Sajnos, m illiárd és m illiárd lóerőt képviselő szelek száguldanak kihasználatlanul a kontinensek felett. H a a szénkim erüléssel kapcsolatban a szén m egdrágul, a szél* m o torok feltétlenül nagyobb m értékben fognak elter* jedni. M ind a tropikus, m ind a szubtrópikus vidékeken van* nak földsávok, ahol különösen éjjel erős szelek fújnak. Ilyen helyeken m odern szélm ótortelep célszerű kiegészít tő je lehetne a napm ótoroknak, am elyek csak nappal tu d n ak közvetlenül energiát term elni.1
4. Az atomenergia. C sak vázlatos á tte k in té st ad h attu n k a tüzelőanyagok kim erülése esetén a jövőben szóbajöhető energiaforrás sokról. A napm ótor, a trópusi m elegnek a m érsékelt égövre való szállítása, az árapálynak, a hullám csapások erejé* nek, a tenger vizének energia céljaira kihasználása, a hidraulikus és szélm ótorok jav ítása és k iterjesztése a jövő m érnöke szám ára felettébb érdekes és izgató pro* blém ákat nyú jt. És a m essze távolban o tt dereng az atomenergia kér* dése is. V á jjo n a tu dós k u tató k n ak sikerülje a k ö tö tt erő k et feloldani és hasznosíthatóvá tenni? N a g y f e lt ű n é s t k e lt e t t é s a z e g é s z v ilá g o n g y o r s a n te r j e d t e l 1920*ban a h ír , h o g y a z is m e r t a n g o l tu d ó s* n a k , RuTHERFORD*nak, s ik e r ü lt a lfa * su g a ra k s e g é l y é v e l a to m s z é t r o n c s o lá s t v é g r e h a jt a n ia . E h h e z a v a ló b a n é r d e k e s t u d o m á n y o s k ís é r le t h e z r ö g tö n m e s s z e m e n ő k ö v e t k e z t e t é s e k e t fű z te k . M e g á lla p ít o ttá k , h o g y h a ato* m o t s z é t r o n c s o lu n k , h a ta lm a s e n e r g ia t ö m e g s z a b a d u l fel, a m e ly e t fe lh a s z n á lh a t u n k g é p e in k h a jtá s á r a , la k á s a in k
1 M arcu se:
Die N atu rk rafte. 47. 1.
124
fűtésére. M inthogy pedig az atom ok szám a kim eríthet tetlen, tö bbé nem lesz szükség szénre. A híres angol fizikus O livér L odge azonnal kiszám ít to tta , hogy m ilyen kis atom *kom plexusban összesiirís te tt energia volna elegendő a Scapa Flow*nál elsüllyedt ném et h ad ih ajó t a tenger m élyéből a skót hegyekre fölemelni. Egy m ásik, sok helyen közölt szám ítás arra vo n atk o zo tt, hogy viszonylag csekély m ennyiségű atom szétroncsolása folytán felszabaduló energiával nagy ó ceánjáró h ajó t heteken át tudnánk vontatni. N y ilv á n v a ló , h o g y R l t iie r fo r d s z e r é n y k ís é r le t é b ő l ily e n m e s s z e m e n ő k ö v e t k e z t e t é s e k e t m é g m a n e m le h e t le v o n n i. S e n k i s e m m u t a tta m e g a z u ta t, d e m é g c sa k c é lz á s t s e m t e t t arra, h o g y a z a to m s z é t r o n c s o lá s kö* v e t k e z t é b e n fe ls z a b a d u ló e n e r g ia m ik é p e n v o ln a m eg* f o g h a t ó , h a s z n o s ít h a t ó . H a RuTHERFORi^nak s ik e r ü lt is a z a to m s z é t r o n c s o lá s , d e n e m tu d ta m e g m é r n i, m eg* fo g n i a s z a b a d d á le t t e n e r g iá t.
Ennek a problém ának m egoldása a jövő feladata. K étségtelen tehát* hogy az atom *szétroncsolásból a legközelebbi időben a prak tik u s életben nem várhatunk eredm ényt, teh át nem rem élhetjük, hogy általa a sze* n et pótolhatjuk.. H ogy a jövő e tek in tetb en m it hoz, nem tud hatjuk. M indenesetre helyes annak a tudósnak m egállapítása, aki szerint: „Az em beriség hasonlít a vándorlóhoz, aki hosszú alagútban bandukol. K öröskörül sötétség. Az alagút szájánál a m essze távolban gyenge világosság dereng, am ely rem én y t igér. M ondhatjuk, hogy a szó* bán forgó esetben ez a világosság még igen gyönge és m aga R utherford is úgy nyilatkozott, hogy az út m ég igen hosszú.**1 1 N
euburger
i.
m.: D as zertrüm m erte A tom , 31. 1,
Befejezés. N yilvánvaló, hogy m indazoknak a találm ányoknak és haladásoknak, am elyeket az em ber a term észeti erők értékesítése terén elért és elérni fog, előfeltétele ha* talm as szellemi m unka, szellemi energia. A z em beriség nagyjainak, am ilyenek a geniális fel* találók is, szellemi energiája sohasem m erül ki, de nem is állandó, hanem folyton növekedő. Nemzedékről*nem* zedékre adódik át s n ő ttö n nő tiszta fénye. A z em beri szellem nek via trium phálisán éppen azért ellenállhatat* lan a haladás. A term észeti erők kihasználására kétségtelenül sok fantasztikus, meg nem valósítható terv m erült fel, de v o ltak és vannak kom oly figyelem rem éltó kísérletek is. A bból azonban, hogy az utóbbiak, különösen gazda* ságosság szem pontjából, esetleg még nem hozták meg azt a sikert, am it tőlük vártak, korántsem következik, hogy hiábavalók voltak. Jól jegyzi meg M ax E yth, a költői lelkületű kiváló mérnök feltaláló: „Minden nagy gondolat az idők folya* mán legalább tízszer felmerül, m ielőtt életerős talál* mány lesz belőle." És nem szabad figyelmen kívül hagyni azt a lénye* ges különbséget sem, am ely a tudom ányos technika és m ás tudom ányok sikerei k ö zö tt van. Amíg ugyanis m ás tud o m án y terü leteken kiváló egyénnek egyetlenegy te tte lehet korszakalkotó, a tudom ányos technika terén ez ritk án lehetséges. A technika annyi sok korszakos jelentőségű talál* m ányának gyakorlati kihasználásra alkalm as kialakí*
126
tása legtöbbször lassú, lépésről*lépésre való fáradságos előrehaladással történ ik. Innen van, hogy a tudom ányos technika terén m ajd nem m inden nagy feltaláló eklek* tikus. Lángeszük foglalja rendszerbe a m ár meglevő detail találm án y o k at és egyesíti harm onikusan m űködő nagy egésszé. H elyesen és szerényen m o n d o tta a nagy Stephenson : A lokom otív nem egy em bernek, hanem a m érnökök egész seregének találm ánya. T öbb m int félszázada (1872), hogy D u B o i s * R e y m o n o k im o n d o tta a híressé vált „ignorabimus"*t (sohasem fogjuk tuani*t) és joggal vonta meg a h atárt, ahol az anyagi élet a szellem ibe m egy át. Ó vakodnunk kell azonban, hogy a tech nika találm ányaival szem ben, ame* lyeknck terü lete az anyagnak világa, elham arkodva m ondjuk ki ezt a szót.1 Ezen a terü leten a „non possum us“*t addig nem sza* b ad kim ondani, amíg egy találm ány a m echanika ki* próbált alaptörvényeibe nem ütközik. Bölcsen m o n d o tta M acaulay: A tu d om ányos technika „sohasem pihen, sohasem bevégzett, sohasem tökéletes. T örvénye a ha* ladás. O lyan pont, m ely tegnap még láth atatlan volt, holnap célpontja s holnapután kiinduló p o n tja lesz." E m lékezzünk csak vissza! M ikor Z eppelin léghajójának első tervével a nyilvá* nosság elé lépett, m ilyen szkepszissel fogadták, sőt olyan szakvélem ény alapján, am elyben a nagy fizikusra HELMHOLTZ^ra tö rté n t hivatkozás, egyenesen nevetsé* gesnek m ondották. E nnek ellenére a könnyű és mégis nagy erő t kifejtő explóziós m otorok2 fejlődése, vala* m in t a jo b b hatású légcsavarok szerkesztése lehetővé te tte a m odern gyorsan járó korm ányozható léghajó* Z űr Philosophie des Erfindens. által alkalm azott m otor súlya egy lóerőre v o lt: 1894*ben 45 kg, 1915*ben azonban m ár csak 2*5 kg. 1 M 2 A
ax
Z
Eyth:
eppelin
127
nak, 30 esztendővel ezelőtt még technikai álom nak, m eg terem tését és EcKENER*nek 1924*ben A m erikába szállíto tt Z e p p e l in léghajója a ném et tudom ányos tech? nik án ak egyik legszebb gyümölcse. A z ignorabimuszt te h á t itt rosszul alkalm azták. Az em beri szellem tu d ásának és képességének, am int a fej* lődés m u tatja, a véges világon nincsen m egállapított h atára. A z em beri lélekből újabb és újabb szellemi villám ok cikáznak ki. K étségkívül m indenkor érvényes FAUST?nak lem ondó sz a v a :1
„R ejtelm eket ki nem tak ar N apfényinél a fátyolos természet/*-
A tu d om ányos technika, a valóság, talaján azonban érv én y es a m ásik szó is: „Ez itt való; itt én állok szilárdan! A szellem ekkel szellemem v itában443 E lb iz a k o d n u n k a z o n b a n n e m s z a b a d é s m in d ig s z e m e lő t t k e ll ta r ta n u n k a n a g y NEWTON*nak b ö lc s k ije ién * t é s é t , a k i h a ta lm a s f ö lf e d e z é s é r e g o n d o lv a , m a g á t a t e n g e r p a r t o n s z ín e s k a v ic s o k a t é s c s illo g ó k a g y ló k a t ta lá ló g y e r m e k h e z h a s o n lítj a , m ik ö z b e n a z ig a z s á g ó c e á n j a m e g m a j d n e m fe lk u ta tla n u l v é g t e le n te r ü le tr e t e r j e d k i tő le . I g a z a t k e ll a d n u n k a „ n e m t u d á s “ n a g y filo z ó fu s á n a k , SoKRATES*nek, a k in e k ta n ítá s a s z e r in t: m in d e n tu d á s n a k b e v e z e t ő j e a z t tu d n i, h o g y a z e m b e r s e m m it se m tu d .
A z t szokták m ondani, hogy a híres feltalálókat műkő* désúkbcn a szerencse kedveli. Ez azonban nem jelenti e u b a u e r i. m.: V orw ort. 6. 1. 2 F a u s t I. rész. A tudós*szobában. Ford.: 3 Faust. II. rész. I. felvonás végén. Ford.:
1 N
K ozma A nd or. K ozma A nd or .
128
azt, hogy kiváló alkotásokhoz nem szakadatlan szellemi m unka, nem ráterm ettség, hanem szerencse kell. A ki* váló képességnek nem a szerencse segít, hanem az el* m élyedő szellemi m unka, a ráterm ettség hozza a sze* rencsét. MEPHiSTOPHELESsnek e s e t r e is ta lá ló k :
m é ly
é r te lm ű
szavai
erre
az
„Érdem s szerencse frigyben álltát A balgaság nem sejti ám. Bölcsek kövét, ha m egtalálnák Kő lenne m ár, de bölcs h íjá n ."1
A term észeti energiák célszerű kihasználása terén nem a bölcsek köve után kell kutatni, nem a szerencse segít itt, hanem az em beriség soha ki nem apadó foly* tón fejlődő szellemi energiája. A term észettudom ányok és a tudom ányos technika le fogják győzni a még úban álló kétségen kívül nagy nehézségeket. És ha lassan is, lépésről*lépésre előre ha* ladva, a k ét leghatalm asabb energiaforrást, a H élios né* gyes fogatján irá n y íto tt tündöklő napkorong sugarai* nak, valam int a szép p ásztor E ndym io n vigasztalására az égen végig vonuló szelid fényű S e l e n e v o n zo tta ár* apálynak energiáját, a haladó em beri szellem az emberi* ség jav ára bizonyára felhasználni fogja. N o n ignorabim us!
1 Faust. II. rész. Ford.:
K
ozma
A
ndor
.
BETŰRENDES NÉV* ÉS T Á R G Y M U T A T Ó . 1 A A n tip ater 101 A rany J. 12 A rchim edes 58 A risío teles 72 A rrhenius Sv. 44, 51, 69, 97 A sszuáni gát 103*, 104*, 105* A tom energia 123 A ubry Fessenden R. 68 Auer^lámpa 29
B Baker 104 Bánki D. 90, 112 Beck 84 Benedek J. 111 Bessel 83 Binz 57 Bism arck 46 Bláthy 20, 102 B oucherot 92 B ritanniaíhíd 80, 81*
C C arn o t 34 C auchy 34
C ervantes 14 Cheops*piram is 15 Ciam iccian G. 70 C lapeyron 34 C lark V. 97 C laude G. 92 C olding 38. Colum bus 117 C onstantin 86
D D agályerőm ü 88*, 89* D agálym alom 84 D éry 20, 102 D essauer 19 Diaz B. 117 Dieselsm ótorok hatásfoka Dove 78 D rake 118 Du Bois R eym ond 126
E Eckener 127 Edison 57 Edison^lámpa 27 EiffeM orony 16
1 A * illusztrációt jelent. Z elovich Kornél : A jövő energiaforrásai.
9
130
Energia, helyzeti 6 Energia, m ozgási 6 E nergiaátalakulás 19 E nergiagazdálkodás 14 Energia m egm aradása 33 E nergiaveszteség 20 Ericson J. 58 E rieson nap m ó to ra 59*, 60* Erő 11 E rő h atás 10 Euclides 58 E yth M. 125
F Fa 95 Fechner 83 „Fehér szén“ 107 „Fekete te s t“ 65 Félw attos lám pa 30 Fém szálas lám pa 29 F lettn er 120 Földgáz 51 Fresnel 34
G Galilei 10 Gay^Lussac 35 G o eth e 11, 27, 31 G őzgépek, hatásfoka 22 G rash o f 35 G rébeni vízerőm ű 113
H H ajóm alom 101 H atásfo k 19, 21 H elm holtz 39 H ero d oto s 15, 49 H éron 58
H idraulikus légkom presszor 90 H irn 35 H olfer 73 H o ratiu s 117
), j Izzólám pa hatásfoka 24 Joule 35, 37
K K aiser \V ilhelm ^Institut für K ohlenforschung 46 K alória 7 K ausch O. 62 „Kék szén“ 93 K ilogram m éter 6 K ilow att 8 K ilow attóra 10 Kipling R. 118 K őszénkátrány 47
L La C our 122 I.angley 56 Larderello 73, 74*, 75* Lavoisier 36 Levegő elektrom ossága 78 Liebe 114 Linké 79 Lodge O. 91, 124 Lóerő 9
M M acaulay 48, 125 M adách 8 M agelhaés M arcuse 65
131
Marcuse napm ótora 66, 67* M ayer R. 33 M ayer A. 70 Meadii napm ótor 63*, 64*’, 65* Montgolfier 38 M ouchot 58 Munka 11
N N apm ótor 59 Napoleon III. 58 Napsugár, energiája 55 New ton 127 N yersolajkincs 49
O Osram ílám pa 30 Ostw ald W. 5 Ovidius 8, 9 Ozmiumílámpa 30
P Parsons Ch. 76 Paulson 79 Pein E. F. 87 Platón 58 Poggendorf 37
R Ramsay 45 Rankinc 35 Rice E. W. 77 Ruppcl 80 R utherford 123
S Seebeck 20 Segner 102
Schiller 40, 115 Shuman 61, 68 Shuman napm ótora 61* Soffioni 73 Sokrates 127 Sombart W. 95 Steinmetz 57, 109 Stephenson R. 80 Stevenson 91 Stuart M. 117
Sz Széchenyi 112 Szél 114 Szélmalom 120, 121* Szélmótor 121 Szélturbina 122 „Szénfalók“ 21 Szénkincs 41 Szénszálas lámpa 27, 30
T Tantal^lámpa 30 Teljesítm ény 8 Tenger árapálya 80 Tenger hullámai 91 Tengervíz energiája 92 Thermoselem 20 Thom son W. 34, 38 Tőzegkincs 52 T rajanus 112 T ranszform átor 20 Turbina 102 Turbinák hatásfoka 22 Tyndall 39 9*
132
u, V Üt 6 V an H ise 51 V ásárhelyi P. 112 V asco da G am a 117 V askapusvízerőm ű 112 V erancsics F. 85 V ikingshajó 115, 116* Víz 99 V izierők nagysága 106 Vulkán 73
W W a tt 7 W a tt J. 9, 33, 41, 55 W attsecundum 10 W eyrauch J. 34 W in ter Ch. 72 W o lfram lám p a 29 W right 91
Z Zeppelin 126 Z euner 35 Z ipernovsky 20, 102
Királyi Magyar Egyetemi Nyomda. 1928. Budapest, VIII. kerület, Múzeum-körút 6. (Dr. Czakó Elemér.)
